壓氣機(jī)葉片振動綜合可靠性分析方法研究.pdf

1、壓氣機(jī)葉片屬于航空發(fā)動機(jī)中關(guān)鍵零件之一，其工作的安全可靠性直接關(guān)系到整個發(fā)動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和壽命安全。振動引起的失效是葉片主要的失效形式。通過對葉片的材料因素、尺寸公差因素、外激振力因素等影響壓氣機(jī)葉片振動的因素的分析研究，建立起壓氣機(jī)葉片的振動可靠性分析模型，為評估指導(dǎo)壓氣機(jī)葉片的改型、改進(jìn)提供參考和依據(jù)。主要的研究內(nèi)容如下：
　　（1）從研究壓氣機(jī)葉片的振動形式和受迫振動機(jī)理入手，基于有限元分析思想，建立了壓氣機(jī)葉片結(jié)構(gòu)的動力學(xué)

2、有限元模型，實現(xiàn)了壓氣機(jī)葉片的振動模態(tài)分析和振動響應(yīng)分析。在壓氣機(jī)葉片結(jié)構(gòu)的動力學(xué)有限元模型基礎(chǔ)之上，考慮了葉片材料、結(jié)構(gòu)尺寸及工況分散性，采用響應(yīng)面法和蒙特卡洛法，建立了壓氣機(jī)葉片動力學(xué)概率分析模型和方法，實現(xiàn)了壓氣機(jī)葉片固有頻率、最大振幅及最大振動應(yīng)力的概率分析。
　?。?）基于結(jié)構(gòu)可靠性的應(yīng)力-強(qiáng)度干涉理論，建立了單頻激勵單自由度、單頻激勵多自由度和多頻激勵多自由度抗共振可靠性分析模型，結(jié)合壓氣機(jī)葉片動力學(xué)概率分析方法，建立

3、了壓氣機(jī)葉片結(jié)構(gòu)的抗共振可靠性分析方法。采用該方法對葉片抗共振可靠性進(jìn)行了計算分析，驗證了所建立方法的可行性。
　　（3）將剛度過載失效和強(qiáng)度過載失效統(tǒng)一為振幅過載失效?；诮Y(jié)構(gòu)可靠性的應(yīng)力-強(qiáng)度干涉理論，建立了抗振幅過載可靠性分析模型，包括單頻激勵單自由度、單頻激勵多自由度和多頻激勵多自由度抗振幅過載可靠性分析模型，結(jié)合壓氣機(jī)葉片動力學(xué)概率分析方法，建立了壓氣機(jī)葉片結(jié)構(gòu)的抗振幅過載失效可靠性分析方法。采用該方法對葉片抗共振可靠性

4、進(jìn)行了計算分析，驗證了所建立方法的可行性。
　?。?）根據(jù)抗共振可靠性和抗振幅過載可靠性模型，根據(jù)獨(dú)立事件發(fā)生的概率分析理論，推導(dǎo)了抗共振可靠性和抗振幅過載的綜合可靠性模型，結(jié)合壓氣機(jī)葉片動力學(xué)概率分析方法，建立了壓氣機(jī)葉片結(jié)構(gòu)的振動綜合可靠性模型和方法，并對壓氣機(jī)葉片結(jié)構(gòu)綜合可靠度進(jìn)行了分析。
　?。?）采用所建立的壓氣機(jī)葉片動力學(xué)概率分析方法，進(jìn)行了葉片幾何尺寸、材料屬性和工況以及激振載荷對葉片固有頻率和振幅的敏度分析。