航空發(fā)動機機匣包容性理論和試驗研究.pdf

1、航空發(fā)動機機匣包容性是發(fā)動機工作的安全性和可靠性的一項重要技術(shù)指標(biāo)。本文在國內(nèi)首次系統(tǒng)地研究了航空發(fā)動機機匣包容性問題，研究了機匣包容性工程設(shè)計方法——破壞勢能法和包容系數(shù)法，研究了機匣包容性試驗方法——打靶試驗和旋轉(zhuǎn)試驗器上的機匣包容性試驗方法，建立了單層金屬機匣包容性三維數(shù)值仿真方法。本文主要的研究工作包括： （1）針對機匣包容性試驗的機匣和葉片所用的材料，進行了不同應(yīng)變率下材料的沖擊拉伸力學(xué)性能試驗和準靜態(tài)條件下的力學(xué)性

2、能試驗，分析了應(yīng)變率對材料力學(xué)性能的影響。根據(jù)試驗結(jié)果擬合了Johnson-Cook模型中的材料常數(shù)，并對Johnson-Cook模型中應(yīng)變率相關(guān)系數(shù)C進行了修正，為模型機匣和真實機匣的包容性數(shù)值仿真提供了材料本構(gòu)模型。 （2）研究了空氣炮打靶試驗方法，完成了25次不同長度和質(zhì)量的模擬葉片撞擊不同厚度的模擬機匣的打靶試驗，驗證了破壞勢能法。 （3）開展了在輪盤旋轉(zhuǎn)試驗器上進行機匣包容性試驗的試驗方法研究，解決了試驗中

3、的技術(shù)難題：葉片斷開時刻確定；斷葉撞擊機匣過程中機匣的超動態(tài)應(yīng)變響應(yīng)測量；斷葉撞擊機匣過程的連續(xù)高速攝影拍攝；葉片斷開時的轉(zhuǎn)速記錄、超動態(tài)應(yīng)變響應(yīng)測量和高速攝影的同步觸發(fā)。完成了10次不同質(zhì)量、不同長度的單個模型葉片斷開并撞擊模型機匣的包容性試驗，驗證了包容系數(shù)法。 （4）在國內(nèi)首次完成了帶全套壓氣機一級轉(zhuǎn)子真實葉片的真實機匣包容性試驗，評價了該機匣的包容性，并為真實機匣包容性數(shù)值仿真提供了數(shù)據(jù)支持。 （5）解決了機