整体叶盘结构模态特性分析及应力分布规律

作     者：赵宇 栾孝驰 沙云东 姜树森 朱思闻 李壮 ZHAO Yu;LUAN Xiao-chi;SHA Yun-dong;JIANG Shu-sen;ZHU Si-wen;LI Zhuang

作者机构：沈阳航空航天大学辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室沈阳110136 中国航发南方工业有限公司株洲412000 

出 版 物：《科学技术与工程》 (Science Technology and Engineering)

年 卷 期：2022年第22卷第30期

页      面：13537-13547页

学科分类：08[工学] 082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：辽宁省教育厅系列项目(JYT2020010) 中国航发产学研合作(HFZL2018CXY017)。 

主　　题：整体叶盘 模态分析 应力分析 离心力载荷 节径型振动 结构优化 

摘      要：为了研究整体叶盘结构的模态特性及应力分布规律,基于有限元分析方法建立了整体叶盘结构有限元仿真模型,对自由状态及离心力载荷下的整体叶盘进行模态及振动特性分析;并探究实心与空心整体叶盘的应力分布差异及不同叶片间隙的整体叶盘应力分布规律。为了验证仿真结果的准确性,基于多点激励单点响应方法开展了整体叶盘结构模型的模态试验,并在多功能转子实验台上开展不同转速下应力测试试验。结果表明,该结构模态频率的仿真结果与试验测试结果误差在4%以内,验证了所建立的有限元仿真模型的正确性;应力测试试验验证了其不同转速下的应力分布规律;离心力载荷对整体叶盘二节径振动下固有频率影响最为显著;空心叶盘较实心叶盘应力集中现象更为突出,且叶片根部应力值会随着叶片间隙的增大而有明显提高。