航空发动机轮盘低循环疲劳可靠性分析

【类型】学位论文

【作者】李辉 

【关键词】 寿命,涡轮盘,可靠性,低循环疲劳

【摘要】研究准确的寿命预测分析方法及提高零部件的抗疲劳能力和可靠性，是受到广泛重视的课题。由于结构几何形状复杂及承受多种类型的载荷，航空发动机主要零部件在工作中有可能处于循环多轴应力状态，所以准确的低循环疲劳寿命预测需要考虑平均应力的影响，研究和应用相应的寿命预测方法和可靠性分析方法。本论文的研究工作是针对航空发动机低循环疲劳破坏模式，在结构低循环概率破坏理论的基础上，考虑结构响应的随机性，研究可靠性功能函数的建立和可靠性分析方法，并对影响可靠度的各种随机因素进行灵敏度分析。在此基础上，将可靠性方法与有限元分析相结合，对航空发动机主要部件涡轮盘的结构进行疲劳可靠性分析。首先是针对多轴应力状态下的局部应力应变、多轴低循环疲劳寿命预测模型等方面进行研究。同时讨论分析已提出的应变疲劳可靠性方法，主要从考虑平均应力的影响等方面对几种类型的多轴疲劳及应变疲劳可靠性理论进行比较进行分析。然后将线性损伤规则与考虑平均应力影响的结构低循环疲劳寿命分析方法相结合，研究在循环载荷作用下的结构失效寿命和可靠性分析模型。探讨不同平均应力修正的低循环疲劳寿命预测方法对结构低循环疲劳寿命可靠性分析的影响。最后，将上述方法运用于工程实际中解决可靠性分析的问题，以航空发动机主要部件涡轮盘为例，研究了影响发动机涡轮盘的低循环疲劳的内在随机因素，对比分析了不同的平均应力修正寿命分析方法。通过计算分析，证明了所建立的结构低循环疲劳寿命分析方法和可靠性分析方法对航空发动机涡轮盘低循环疲劳可靠性分析的可行性和有效性。

【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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