航空发动机风扇叶片与机匣刮蹭分析及结构设计

摘要：

针对异常载荷下,航空发动机宽弦风扇叶片的叶尖与机匣刮蹭变形及损伤特征缺乏数据支持,而传统理论计算方法存在较大的误差问题,建立了宽弦风扇叶片叶尖刮蹭显式动力学分析模型,采用宽弦风扇叶片与机匣刮蹭试验数据,对分析模型的计算精度进行了验证.基于分析模型进行了仿真参数的敏感度分析,得到了叶片与机匣刮蹭后叶片变形及机匣损伤规律.研究结果表明:叶尖伸长量对转子转速非常敏感,叶尖径向伸长量增加速率远大于转速增加值,因此在叶片设计中应考虑到风扇叶片极限转速下叶尖伸长量.同时需要选取合理的扭转角度以满足叶片安全性和气动性能的要求.在风扇机匣包容区设计中应主动考虑异常载荷的影响,增大安全性设计域度;设计合理的耐磨层材料参数,减小风扇叶片对其冲击损伤.采用该方法可以提高叶尖间隙控制精度,减小刮蹭对叶片和机匣造成的损伤.

关键词：涡扇发动机、宽弦风扇叶片、风扇机匣、刮蹭、结构设计

所属期刊栏目：34

分类号：V214(基础理论及试验)

资助基金：国家重点研发计划2018YFB1106400;上海科委项目17DZ1120000;机械系统与振动国家重点实验室项目MSVZD201912

在线出版日期：2019-10-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1879-1887