关键词:
航空发动机
高压涡轮
叶片-机匣
有限元
碰摩
摩擦热效应
摘要:
航空发动机高压涡轮发生碰摩时产生的摩擦热效应会使碰摩点温度急剧升高,严重时会对叶片与机匣造成损伤,影响发动机正常运行。为研究摩擦热效应对碰摩特性的影响,基于有限元方法建立了高压涡轮叶片-机匣碰摩热-固耦合模型,结合发动机实际工作转速,对叶片与机匣发生多次碰摩后的的叶片温度、应力变化以及分布规律进行了分析。结果表明,碰摩点处的应力变化受碰摩程度影响,碰摩发生时,在接触应力作用下应力发生突变,其余时刻则受热应力影响;碰摩初始,叶根处应力最大,随着热应力积累导致叶尖应力变为最大;摩擦温度场以碰摩点为中心逐渐扩散,随着碰摩次数多增加升至较高温度;温度变化趋势与摩擦热流变化趋势以锯齿状升高;不同叶片以及不同节点处的温升规律均不相同。在实际工程问题中,需考虑碰摩时产生的摩擦热效应。