基于局部结构的涡轮导向器屈曲故障模式分析

作     者：张帆 冯引利 高金海 郭宝亭 蒋文婷 ZHANG Fan;FENG Yin-li;GAO Jin-hai;GUO Bao-ting;JIANG Wen-ting

作者机构：中国科学院工程热物理研究所轻型动力重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(51975551) 

出 版 物：《燃气涡轮试验与研究》 (Gas Turbine Experiment and Research)

年 卷 期：2020年第33卷第4期

页      码：15-20页

摘      要：针对涡扇发动机试车后出现的涡轮导向器结构内环波瓣形变形,开展了相关分析研究。首先基于局部屈曲理论提出一套相应的屈曲判定与优化方法,并将其应用于涡轮导向器的变形失效中。然后对压应力集中区域的边界条件进行提取、优化,利用有限元方法计算该结构的屈曲特征值。计算结果表明:涡轮导向器内外环机匣之间存在的较大温度梯度,以及防气流倒灌的内外封严设计,导致导向器结构局部屈曲。在理论解与数值模拟的基础上,对该导向器局部结构进行几何优化,优化后的静强度与屈曲安全系数均满足设计准则要求。本文提出的考虑非均匀温度场下由热应力引起复杂结构屈曲的判别及结构优化方法大大简化了计算流程,提高了热结构分析设计水平。

主 题 词：航空发动机 涡轮导向器 屈曲 圆筒壳 有限元 屈曲安全系数 故障分析 

学科分类：082502[082502] 08[工学] 0825[工学-环境科学与工程类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1672-2620.2020.04.003

馆 藏 号：203986697...