轉(zhuǎn)子葉片疲勞可靠性分析.pdf

1、轉(zhuǎn)子葉片是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主要零部件之一，它的工作環(huán)境及本身的結(jié)構(gòu)行為是復(fù)雜的。由于在外載荷、幾何尺寸、材料性能等方面存在著不確定因素，從而影響結(jié)構(gòu)的可靠度。針對(duì)葉片工作中諸多參數(shù)的不確定性，如何進(jìn)行疲勞可靠性分析是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和實(shí)際應(yīng)用中一個(gè)十分重要的研究課題。 本文以發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子葉片為研究對(duì)象，考慮彈性模量和結(jié)構(gòu)尺寸兩種參數(shù)具有隨機(jī)性，基于準(zhǔn)靜態(tài)模型、局部應(yīng)力應(yīng)變法和JC一次二階矩法，采用攝動(dòng)隨機(jī)有限元對(duì)轉(zhuǎn)子葉片進(jìn)行疲勞可靠性

2、分析，研究了葉片材料性質(zhì)和幾何尺寸的隨機(jī)性對(duì)于應(yīng)力和壽命分散性的影響，為轉(zhuǎn)子葉片結(jié)構(gòu)可靠性分析提供了實(shí)用方法。 整個(gè)論文分為五個(gè)部分：第一部分為緒論，簡(jiǎn)要介紹課題背景，隨機(jī)有限元法及可靠度計(jì)算方法的發(fā)展?fàn)顩r；第二部分為可靠性概念及計(jì)算方法；第三部分為隨機(jī)有限元方法的理論知識(shí)及在葉片隨機(jī)分析中的應(yīng)用；第四部分為葉片疲勞壽命可靠性分析；第五部分為結(jié)論。本文主要工作是： 1.隨機(jī)結(jié)構(gòu)離散 根據(jù)局部平均理論，利用三

3、維隨機(jī)場(chǎng)離散的計(jì)算格式，處理適合于葉片空間等參元的隨機(jī)場(chǎng)。因此，利用變量各點(diǎn)的隨機(jī)性，通過隨機(jī)場(chǎng)離散，可以近似描述相關(guān)參量場(chǎng)的連續(xù)隨機(jī)變化。 2.彈性應(yīng)力場(chǎng)的隨機(jī)性分析 取彈性模量E、葉身厚度T和榫頭最窄面尺寸作為隨機(jī)參量，建立剛度K和荷載F對(duì)隨機(jī)參數(shù)的導(dǎo)數(shù)矩陣。利用協(xié)方差矩陣的正交變換法和隨機(jī)有限元，分析葉片彈性應(yīng)力場(chǎng)的隨機(jī)性。 3.轉(zhuǎn)子葉片的可靠度計(jì)算 基于Neuber法、Manson-Cof