航空发动机典型构件间隙的概率分析

【类型】学位论文

【作者】范觉超 

【关键词】 航空发动机 间隙 概率分析 装配

【摘要】本文以航空发动机典型构件的间隙为研究对象，对航空发动机典型构件的装配间隙概率和运行间隙概率的分析方法进行研究后，考虑多种随机因素对航空发动机的装配间隙和运行间隙所产生的影响，针对航空发动机典型构件的实际算例运用可靠性理论进行计算，验证理论的合理性和可行性。对于装配间隙概率问题的分析，本文在装配的工艺配合和尺寸链理论基础上，提出了轴径——孔径干涉理论，并由此建立了航空发动机装配间隙概率分析的基本概念，基于装配过程中的轴孔配合，将孔径和轴径尺寸由概率的角度进行分析，并结合蒙特卡洛法对某型航空发动机高压涡轮轴和轴承座的装配作为算例进行仿真，在算例中通过修正公差提高了该装配的可靠度，达到设计要求。对于运行间隙概率问题的分析，本文通过对航空发动机热端部件在典型载荷下的热分析和受力分析，计算出叶尖间隙的变化规律，并找出危险点作为计算点。在计算点处考虑了温度载荷和机械载荷的随机性，并通过响应面拟合和蒙特卡洛抽样后计算出危险点处间隙符合设计要求的可靠度结果。以某型航空发动机的高压涡轮部分为实际算例，求出了该型航空发动机高压涡轮间隙在设计间隙量下的可靠度。并对影响间隙量的随机因素的灵敏度进行了分析。在未来先进航空发动机对效率的要求日益提高的背景下，航空发动机的间隙问题也将引起更多的关注。通过本文的研究，总结出了航空发动机间隙概率分析的研究方法和计算流程，对解决航空发动机实际的间隙问题提供了思路，对解决其他类似的间隙问题也具有参考价值。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】北京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】白广忱

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