高转速风扇叶片外物撞击损伤的定量评价方法

作     者：李涵 王维民 户东方 张旭龙 李天晴 LI Han;WANG Wei-min;HU Dong-fang;ZHANG Xu-long;LI Tian-qing

作者机构：北京化工大学机电工程学院北京100029 北京化工大学高端机械装备健康监控与自愈化北京市重点实验室北京100029 北京化工大学发动机健康监控与网络化教育部重点实验室北京100029 

基　　金：国家自然科学基金(91860126)资助 

出 版 物：《航空发动机》 (Aeroengine)

年 卷 期：2023年第49卷第6期

页      码：54-61页

摘      要：外物撞击是造成航空发动机风扇叶片变形、损伤甚至断裂的主要因素。针对外物撞击持续时间短、瞬间载荷大、损伤影响因素多,难以进行定量损伤评价的问题,提出基于叶片损伤参数α的叶片损伤定量评价方法。以发动机风扇叶片受冰撞为例,采用非接触叶尖计时测量方法,对叶片撞击产生的叶尖位移进行监测分析,验证了该方法的可行性。采用瞬态动力学分析方法对叶片经受撞击过程进行全流程仿真模拟,并采用正交试验法定量研究了外物撞击过程中的撞击速度、叶片转速、撞击位置3种因素对叶片损伤参数α的影响,拟合回归方程并绘制了这3种因素的3D响应曲面图,得到各因素的影响权重。结果表明:冰块速度与撞击位置同时下降时,叶片损伤弱化效果显著。该方法可为大型风扇叶片抗外物打击性能设计和在役健康监测提供理论支撑。

主 题 词：风扇叶片 外物撞击 定量评价 正交试验 影响因素 航空发动机 

学科分类：08[工学] 0825[工学-环境科学与工程类] 

D　O　I：10.13477/j.cnki.aeroengine.2023.06.009

馆 藏 号：203125165...