【摘 要】
:
航空发动机在飞机结构中的地位十分重要,被称为飞机的“心脏”,是飞机的动力来源,对飞机的整体性能以及可靠性都有着较大影响,尽管现代航空发动机部件由于严格的标准和实践而具有较高的可靠性,但在正常工作环境中涡轮机叶片的故障仍是危及飞行安全的常见情况。涡轮叶片作为航空发动机断裂关键件之一,长期工作在异常恶劣的条件下,受到多种复杂载荷作用,发生故障的概率较高,在对涡轮叶片的故障件进行失效分析时发现其疲劳断裂
论文部分内容阅读
航空发动机在飞机结构中的地位十分重要,被称为飞机的“心脏”,是飞机的动力来源,对飞机的整体性能以及可靠性都有着较大影响,尽管现代航空发动机部件由于严格的标准和实践而具有较高的可靠性,但在正常工作环境中涡轮机叶片的故障仍是危及飞行安全的常见情况。涡轮叶片作为航空发动机断裂关键件之一,长期工作在异常恶劣的条件下,受到多种复杂载荷作用,发生故障的概率较高,在对涡轮叶片的故障件进行失效分析时发现其疲劳断裂失效占总失效的比例最高,是其最主要的故障模式。因此需要采用科学的手段,正确分析和评估航空发动机涡轮叶片的可靠性,在避免事故灾害的前提下最大限度的发挥其作用。本文以某航空发动机涡轮叶片为研究对象,对涡轮叶片的主要失效模式进行可靠性分析,主要研究工作为以下几个方面:(1)对涡轮叶片进行失效物理分析,通过有限元软件ANSYS Workbench计算涡轮叶片在最大工况下的应力,基于有限元分析的结果,采用有限元数值仿真、响应面法与Monte Carlo相结合的方法获取涡轮叶片在低周疲劳断裂失效模式下所受的最大应力样本数据;并对材料强度退化过程进行研究,从材料的P-S-N曲线中提取隐藏的强度退化信息,利用Gamma随机过程建立结构强度退化的随机模型,并根据应力-强度干涉模型求解涡轮叶片在低周疲劳断裂失效模式下的动态可靠度。(2)基于涡轮叶片的低周疲劳寿命模型,考虑寿命模型中相关系数的随机性,对寿命模型进行Monte Carlo抽样,分析寿命样本数据并利用概率加权矩参数估计方法建立涡轮叶片低周疲劳寿命可靠性模型。(3)对涡轮叶片振动特性进行研究,分析影响涡轮叶片固有频率与激振力频率的多种随机变量,考虑到共振准则的模糊性,引入正态分布隶属函数,明确涡轮叶片模糊共振失效区域及相应的隶属函数,建立涡轮叶片抗共振模糊可靠性分析模型,为涡轮叶片避免共振以及调频改型提供参考依据。(4)对涡轮叶片的高低周复合疲劳失效模式进行研究,分析涡轮叶片在复合失效模式下所受的的最大应力,基于建立的结构强度退化模型与应力-强度干涉模型求解涡轮叶片在复合失效模式下的动态可靠度。
其他文献
高炉的高效、长寿、低耗、高产是钢铁企业的追求目标。新建一座大型高炉或对一座大型高炉进行改造性大修,耗资多达上亿元,因而高炉的使用寿命直接关系到钢铁企业的经济效益。随着世界各国钢铁工业技术的进步,高炉长寿技术已经取得了显著成果,发达国家的高炉寿命普遍能达到10~15年,有的甚至可以达到20年。相对而言,我国高炉的长寿水平与国外先进水平还有一定的差距。酒钢的高炉高效长寿技术的研究在国内并不处于优势地位
放射治疗的目的是尽可能地保护周围正常组织,减少放疗并发症的风险。随着影像引导放射治疗(IGRT)时代的到来,磁共振引导直线加速器(MR-Linac)因其优越的软组织对比度、电离辐射少和实时解剖影像跟踪的优点被投入临床使用。但是在临床实践中发现,1.5T静态磁场的存在影响了MR-Linac中的剂量分布。次级电子在磁场中受洛伦兹力改变,实际运动路径发生了扭转,导致电子流效应(ESE)。而且,在两种密度
β型γ-TiAl合金作为一种新型的TiAl合金,由于其具有密度低、高温变形能力和机加工能力优异、抗氧化性和蠕变性能优良等优点,已经在航空航天工业、飞机汽车等领域得到应用。β型γ-TiAl合金和高铌γ-TiAl合金在近服役条件下组织稳定性已经进行大量研究。但是对于高铌β型γ-TiAl合金的热稳定性还未进行详细地研究,影响了这类合金进一步实际应用,因此需要提供相应的基础研究。本文以全片层Ti-44Al
关节软骨自身特殊的无血运、无淋巴的生理结构,导致其在受损后难以自我修复,一直是临床和再生医学重要的研究领域。虽然,已有多种手段被用于关节软骨损伤的临床治疗,但目前尚无令人满意的关节软骨损伤再生修复方法,尤其是由于新生组织与周围组织的结构和力学上的整合性不良,严重影响了关节软骨的损伤修复效果,是关节软骨损伤修复领域亟需解决的关键问题。保护损伤周围软骨组织中的细胞活性、维持其数量,可能是促进组织修复、
镁合金凭借其高比强度、优异的抗冲击性、良好的吸能特性和阻尼减震性,在军事装备领域有着良好的应用前景。本文研究了 AZ31、ZWK610、ZCK650和ZCK450四种镁合金挤压板材的抗弹性,并通过子弹侵彻前后四种镁合金靶板的组织与性能的变化分析了抗弹机理,同时考察了以上四种镁合金挤压板的腐蚀行为与机理。研究取得如下主要成果:(1)对挤压态合金观察表明,AZ31镁合金主要由α-Mg和少量短杆状β(M
磁流变液(Magnetorheological Fluids,MRF)是一种新兴的智能材料,已经应用于磁流变阀、磁流变减振器、磁流变制动器和磁流变液离合器等,其中磁流变液离合器凭借着其结构简单、时间响应快、可实现无级调节等优点,应用场景广泛。本文将磁流变液离合器用作行车发电的调速器,实现永磁同步发电机的恒转速输入,提高发电质量。本文研究的主要内容如下:(1)设计了一种行车发电用磁流变液离合器,最大
汽车产品的可靠性取决于零部件的可靠性,因此加强零部件可靠性的研究对于全面提高中国自主品牌汽车的产品质量有着非常重要的作用。事实上,由于零部件自身材料性能和所处工作环境等因素的影响,其可靠度不是一直不变的,而是随着时间的增加而逐渐减小。因此本文提出了一种车辆零部件的动态可靠性建模方法,并对其进行了灵敏度分析和稳健优化设计,具体内容如下:(1)针对随机载荷和强度退化所引起的零部件动态可靠性问题,将载荷
涉及到生命健康问题,总是可以引起公众的高度关注。人们在面对突发公共卫生事件时,往往会密切关注事态的发展,行为上尽可能地趋利避害。网络媒体的发展改变了人民生活习惯的同时,也使得人民获取信息的渠道更加多元。在网络高度发达的大环境下,网络舆论占据了社会舆论的中心。当突发公共卫生事件出现时,网络舆情对公众的风险感知和安全防护行为也存在着一定的影响。本研究以新冠肺炎事件作为研究对象,通过对相关理论的研究以及
全球气候变化和城镇化进程加剧城市水资源失衡和水环境劣化等重大风险。为应对城市水环境挑战,中国推出建设海绵城市的倡议,通过设立试点城市给予财政补贴,并鼓励地方政府采用PPP模式推进规划建设,以期在城市内涝和水质水体整治方面获得突破。目前,海绵城市建设在我国尚处发展期,资源投入巨大和收益机制模糊对工程进展和综合效益产生存在潜在影响。作为海绵城市建设的最大受益者,公众参与和支持至关重要,其行为和感知可显
物流运输在露天矿企业生产中所占成本较高,车辆调度作为物流运输中重要的组成部分,具有调配车辆有限、运输任务复杂的特点,且不同载重、不同速度的多类型运输车辆综合调度的复杂性,给露天矿车辆调度的优化提出了极高难度的挑战。因此,如何在当前资源条件下合理规划车辆行驶路径,提升企业的物流调度能力,提高效率,降低成本,增加企业利润,是露天矿企业急需解决的问题。本文针对露天矿生产中的多类型车辆调度问题建立优化车辆