《航空涡喷、涡扇发动机 结构设计准则 研究报告 第2册 轮盘》求取 ⇩

第1章绪论1

第2章载荷及载荷谱3

2.1 引言3

2.2作用在盘类零件（主要是轮盘）上的载荷及其对盘类零件强度、刚度的影响3

2.2.1 轮盘本身产生的离心负荷3

2.2.2 轮盘外载荷4

2.2.3 热负荷6

2.2.4 协调负荷10

2.2.5 压力差10

2.2.6 扭矩10

2.2.7 轴向力11

2.2.8 陀螺力矩11

2.2.9 盘与轴的过盈配合11

2.2.10 振动载荷11

2.3载荷谱11

2.3.1 转速谱11

2.3.2 温度谱18

2.3.3 驻留时间21

2.4载荷谱对轮盘关键部位寿命和强度的影响21

2.4.1 轮盘关键部位的应力变化历程21

2.4.2 轮盘关键部位 应力—应变循环特征及低循环疲劳23

参考文献25

第3章典型结构及新结构26

3.1 引言26

3.2压气机转子的结构和分析26

3.2.1 大涵道比风扇转子的结构和分析26

3.2.2 大涵道比增压级转子结构和分析28

3.2.3 压气机转子结构和分析28

3.2.4 篦齿式空气封严装置结构的改进30

3.2.5 压气机转子盘与叶片的连接结构和分析30

3.3涡轮转子的结构和分析32

3.3.1 高压涡轮转子和中、小涵道比发动机低压涡轮转子32

3.3.2 大涵道比发动机低压涡轮转子35

3.3.3 篦齿封严装置35

3.3.4 转子与叶片的连接36

3.4盘类零件“关键特性”的确定36

3.4.1 盘类零件“关键特性”的确立36

3.4.2 “关键特性”在图纸上的标注37

参考文献37

附图38

第4章典型故障模式和影响分析（FMEA）49

4.1 引言49

4.2典型故障模式、影响分析49

4.2.1 轮盘低循环疲劳及其与高循环疲劳复合作用的裂纹故障49

4.2.2 涡轮盘外径伸长51

4.2.3 轮盘辐板屈曲变形故障51

4.2.4 轮盘的破裂故障51

4.2.5 轮盘振动开裂故障52

4.3 轮盘的FMEA表53

4.4 现役机种FMEA表形式54

参考文献54

第5章设计准则59

5.1 引言59

5.2设计准则的具体内容60

5.2.1 足够的应力储备60

5.2.2 防止轮盘破裂62

5.2.3 防止有害变形67

5.2.4 足够的低循环疲劳寿命73

5.2.5 有初始裂纹及内部缺陷后应有足够的裂纹扩展寿命83

5.2.6 防止有害的盘—片耦合共振与振动99

5.2.7 防止轮盘屈曲106

参考文献107

第6章设计分析方法110

6.1 引言110

6.2设计分析方法110

6.2.1 设计分析方法的分类110

6.2.2 在发动机研制的各个阶段轮盘设计分析方法的选用111

6.3分析方法113

6.3.1 常规计算方法113

6.3.2 有限元和边界元分析137

6.3.3 寿命计算173

6.3.4 可靠度计算187

参考文献197

第7章材料及工艺199

7.1 引言199

7.2盘类零件的选材原则199

7.2.1 基本原则199

7.2.2 高可靠度200

7.2.3 高强度200

7.2.4 高耐久性200

7.2.5 质量小200

7.2.6 韧性好200

7.2.7 抗氧化腐蚀能力强200

7.2.8 加工性能200

7.2.9 经济性好200

7.3典型盘类零件主要材料及其性能项目201

7.3.1 目前国内已生产可供选择的主要材料201

7.3.2 合金必须提供的材料性能项目202

7.4 材料数据的可靠度要求205

7.5发展中的盘类零件材料及其性能特点206

7.5.1 粉末冶金盘的现状与发展206

7.5.2 粉末冶金盘的工艺特点及对材料特性的影响207

7.5.3 国内外粉末冶金盘的主要性能和特点208

7.5.4 粉末冶金盘的应用范围209

7.6关键工艺及它对材料性能影响分析209

7.6.1 摩擦焊209

7.6.2 电子束焊210

7.6.3 扩散焊210

7.7热处理及表面保护211

7.7.1 热处理211

7.7.2 表面保护212

7.8材料组合参数性能分析212

7.8.1 比强度σb/ρ212

7.8.2 屈强比σb / 60.2212

7.8.3 比断裂韧性K IC / σb212

7.8.4 比刚度E/ρ213

7.8.5 裂纹长度参数（KIC / σs）2213

7.8.6 缺口光滑性能比（σntc / σsmo）2213

7.9不同盘类零件的材料选择213

7.9.1 风扇盘及相应的转接鼓筒214

7.9.2 低压压气机轮盘及相应的鼓筒214

7.9.3 高压压气机轮盘及其随动件214

7.9.4 涡轮盘及其随动件214

7.10发动机研制各阶段对材料的要求214

7.10.1 探索研究阶段214

7.10.2 先期发展阶段和工程研制阶段对材料的要求215

参考文献215

第8章试验验证216

8.1 引言216

8.2轮盘应力测量试验验证217

8.2.1 轮盘子结构的试验验证217

8.2.2 光弹性试验在轮盘应力测量验证试验中的应用218

8.2.3 模型盘的验证试验224

8.2.4 旋转试验器上进行轮盘应力测量试验225

8.3轮盘超转、破裂转速的试验验证234

8.3.1 超转、破裂试验的目的及试验状态的模拟235

8.3.2 超转、破裂试验235

8.4低循环疲劳寿命的试验验证239

8.4.1 轮盘低循环疲劳寿命的试验验证及试验预测的原理和步骤240

8.5轮盘裂纹扩展寿命的试验验证249

8.5.1 试验方案249

8.5.2 试验实施250

8.5.3 数据结果处理252

8.5.4 临界裂纹长度的试验253

8.6轮盘其它验证试验254

8.6.1 轮系的振动试验254

8.6.2 辐板屈曲试验255

8.7整机试车中的轮盘257

8.7.1 轮盘试验257

8.7.2 整机试车中的轮盘试验项目258

8.8 发动机各研制阶段试验验证项目259

参考文献260

第9章评定标准261

9.1 引言261

9.2 应力标准261

9.3 破裂转速储备264

9.4 变形限制标准267

9.5盘—片耦合振动的限制标准269

9.5.1 振动频率的限制269

9.5.2 振动应力的限制269

9.6低循环疲劳寿命的规定270

9.6.1 早期设计工作的设计任务循环的给定271

9.6.2 预估寿命的安全储备271

9.6.3 我国的国军标GJB-241-87中低循环疲劳寿命的规定274

9.7 确定安全检查间隔和判废标准274

参考文献276

第10章风险评估277

10.1 引言277

10.2轮盘研制决策风险评定277

10.2.1 明确研制要求277

10.2.2 规定研制活动和研制方案278

10.2.3 提出技术关键和评审要素278

10.2.4 提供背景材料281

10.2.5 聘请专家评审282

10.2.6 统计分析282

10.3轮盘使用安全风限评定282

10.3.1 轮盘破裂显著影响飞行安全风险282

10.3.2 对轮盘安全风险的要求283

10.3.3 轮盘安全风险评定方法285

10.3.4 轮盘安全风险评定的主要内容286

参考文献290

第11章计划网络291

11.1 引言291

11.2探索研究291

11.2.1 初步分析292

11.2.2 详细设计293

11.2.3 可行性试验和分析293

11.3先期发展294

11.3.1 初步评定294

11.3.2 部件设计和证实295

11.3.3 试验验证296

11.4工程研制296

11.4.1 确定要求297

11.4.2 初步结构设计297

11.4.3 试验器上的试验及修改298

11.4.4 发动机环境下的试验验证299

11.4.5 工作寿命的验证300

参考文献303