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推进技术2026年第02期:解析与数值融合的转子叶尖变形快速预测方法及应用

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张家锷;于平超;蒋科;陶玄君;张大义;

单位:南京航空航天大学民航学院;南京航空航天大学民航飞机健康监测与智能维护重点实验室;北京航空航天大学能源与动力工程学院;

摘要:面向发动机间隙设计的快速化、精细化需求,提出一种解析与数值融合的转子叶尖变形预测方法。该方法融合了复杂弯掠叶片变形快速解析计算、复杂构型轮盘变形自动数值求解、叶盘榫连接修正等过程,可实现离心、温度及其耦合作用下叶尖变形的高速准确计算。将所提方法应用到实际发动机压气机/涡轮叶尖变形预测,并与实体有限元方法和文献中纯解析方法进行对比。结果表明:所提方法预测得到的叶尖变形值与实体有限元计算结果误差小于2%,计算精度显著优于现有纯解析方法;在计算效率上,所提方法高出实体有限元至少两个数量级,且通过建立MATLAB和ANSYS的自动求解流程并开发求解软件,其能达到与纯解析方法相近的求解时间。研究为转子叶尖变形提供一种高效率、高精度的计算方法,能有效支撑发动机方案设计阶段叶尖间隙的评估与迭代优化设计。

关键词:航空发动机;;转子叶盘;;叶尖变形;;快速预测;;榫连接结构

基金资助:国家科技重大专项(J2022-Ⅳ-0005-0022)~~