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《毕业设计（论文）-航空发动机压气机转子叶片强度计算及气流场模拟》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、航空发动机压气机转子叶片强度计算及气流场模拟摘要压气机是为航空发动机提供需要压缩空气的关键部分，由转子和静子等组成，其中转子叶片是完成该功能的核心零件，在能量转换方面起着至关重要的作用。叶片工作的环境比较恶劣，除了承受高转速下的气动力、离心力和高振动负荷外，还要承受热应力，所以在叶片设计之中，首先遇到的问题是叶片结构的强度问题，转子叶片强度的高低直接影响发动机的运行可靠性，叶片强度不足，可能会直接导致叶片的疲劳寿命不足，因此在强度设计中必须尽量增大强度，以提高叶片疲劳寿命和可靠性。由进气道、转子、静子等组成的离心式压气机内部流动通道
2、是非常复杂的，由于压气机是发动机的主要增压设备，其工作的好坏对发动机的性能有很大的影响。随着现在的计算机和数字计算方法的大力发展，三维计算流体模拟软件越来越多的被运用到旋转机械的内部流场进行数值分析。本文利用三维流体模拟软件ANSYS系列软件对压气机内部的气体流动性能进行模拟，得到一些特征截面的压力和速度分布情况。关键字：转子叶片；强度计算；Fluent；轴流式压气机AbstractThecompressoristoprovidecompressedairfortheneedsofkeypartsofaeroengine,thero
3、torandthestator,etc.,whereintherotorbladesarecorecomponentstocompletethefunction,playsacrucialroleinthetransformationofenergy.Thebladeworkingenvironmentisrelativelypoor,inadditiontowithstandhighspeedaerodynamics,centrifugalforceandvibrationinhighload,towithstandgreater
4、thermalstress,sointhebladedesign,thefirstproblemisthestrengthofthebladestructure,therotorbladestrengthdirectlyaffectthereliabilityoftheengine,bladelackofstrength,maydirectlyleadtothefatiguelifeofthebladeisinsufficient,sothestrengthdesignmusttrytoincreasethestrength,toi
5、mprovethebladefatiguelifeandreliability.Theinternalflowpassageofcentrifugalcompressorinlet,rotorandstatorwhichisverycomplex,ismainlyduetothehighpressureequipmentoftheengine,hasgreatimpactontheperformanceofthequalityofitsworkontheengine.Withthedevelopmentofcomputeranddi
6、gitalcalculationmethod,3Dcomputationalfluidsimulationsoftwarehasbeenappliedtonumericalanalysisofinternalflowfieldofrotatingmachines.Inthispaper,thefluidflowcharacteristicsinthecompressoraresimulatedbyusingaseriesofANSYSsoftware,andthepressureandvelocitydistributionsofs
7、omecharacteristicsectionsareobtained.Keywords:rotorblade;strengthcalculation;Fluent;axialflowcompressor目录1引言11.1课题介绍11.2研究方法11.2.1直接计算法11.2.2有限元分析法22转子叶片22.1叶身结构32.2榫头结构52.3叶片截面的几何特征73叶片强度计算103.1叶片受力分析103.2离心拉应力计算103.3离心弯应力计算123.4气流弯应力计算153.5叶片热载荷183.6榫头强度计算194压气机内气流场的
8、模拟214.1Fluent软件介绍214.2双向流固耦合224.3模型建立234.3.1实体模型的建立234.3.2ICEMCFD网格划分274.3.3相关条件的设置284.4运行结果和分析294.4.1速度计算和分析294.4.2压
