论文摘要：轮盘破裂及屈服转速的数值分析方法研究

涡轮盘是航空发动机的主要部件，其承力很大且复杂，旋转时会产生巨大的能量，一旦破裂则会引起严重的后果，因此，在发动机结构完整性问题中，从静强度角度来研究轮盘的破裂转速及屈服转速是十分必要的。首先，本文在应用大变形解析法计算对转涡轮的高压轮盘破裂转速过程中，发现了在外载荷较小时，大变形解析法程序不收敛的问题。经过深入分析研究，采用松弛迭代法和反算破裂转速两种方法解决了此问题，从而完善了大变形解析法程序。之后应用完善后的大变形解析法程序分别对有试验数据的A3等厚盘和变厚盘进行了破裂转速计算，其结果与试验值误差较小，完全符合误差范围要求，从而证明其完善后的可行性。其次，应用有限元软件ANSYS对高压涡轮盘进行了二维强度计算，为验证求解过程的正确性，也为了与大变形解析法的计算精度进行比较，应用此方法分别对A3等厚盘和变厚盘进行了同样的破裂转速计算。另外，出于气动方面的考虑，需要缩短高、低压涡轮叶片间距离，即低压轮盘偏心，偏心后对强度提出了更高的要求，故应用大变形解析法和有限元两种方法对其进行了强度计算。最后， 应用ANSYS软件对高压涡轮盘进行了三维有限元计算，并对其结果与二维计算结果进行了对比分析。通过上述工作，本文得出了经过完善后的大变形解析法程序的应用范围，特别指出了该方法在计算轮盘屈服转速及偏心轮盘的破裂转速方面所存在的局限性，同时，得到了多种轮盘的强度储备情况。