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战术导弹技术2024年第03期:基于显式动力学的发动机涡轮组件动态特性仿真与故障分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:陈素荣;张家锷;于平超;蒋科;陶玄君;张大义;

单位:北京动力机械研究所;南京航空航天大学民航学院;北京航空航天大学能源与动力工程学院;

摘要:针对某型发动机高压涡轮叶片断裂导致的低压涡轮组件损伤破坏故障,开展了故障机理研究。在对故障现象进行总结分析的基础上,建立了断裂叶片冲击低压涡轮组件的显式动力学模型,仿真分析了断裂叶片在低压涡轮组件的运动过程、接触特征及涡轮叶盘摆动响应。结果表明:高压涡轮断叶飞出后将卡在导向器叶片与涡轮转子间做圆周运动,并与前后各部件发生碰撞接触,这是低压涡轮组件损伤破坏的主要原因;而低压涡轮叶盘在断裂叶片飞入后受其冲击发生摆动,摆动角位移仅有0.005 rad,因而低涡叶片不会与导向器叶片发生碰撞接触造成其损伤。本文分析方法和仿真结果对于类似叶片飞失故障再现具有一定的参考价值。

关键词:叶片飞失;;显式动力学;;涡轮组件;;动态特性;;故障分析;;接触特征;;发动机

基金资助:国家自然科学基金(52372387、52175071);; 前瞻布局科研专项(1007-ILA22010);; 中央高校基本科研业务费-民航飞机健康监测与智能维护重点实验室自主基金(NJ2024022);; 江苏省自然科学基金(BK20211187)