随着人们对发动机性能要求的不断提高,涡轮增压技术应运而生。涡轮增压技术不仅能提高发动机的性能,还能降低燃料能源的消耗和有害气体的排放,对我国的能源发展和环境保护具有重要的意义。目前,涡轮增压器的研究主要集中在如何提高增压效果改善发动机性能方面,对于壳体包容性方面关注较少。航空发动机壳体包容性研究与实验已经逐步走向成熟,但增压器涡壳包容性的研究却少之又少,因此,本文主要研究涡轮机壳体的包容性问题。首先,本文利用三维建模软件Solidworks建立轴流涡轮增压器涡轮机各个零部件的三维模型,然后进行组装。利用有限元分析软件ANSYS对涡轮机进行网格划分并对涡轮进行强度分析。设定涡轮在低速、中速、高速以及超速四个不同的工况下进行强度计算分析。根据计算结果判断出涡轮容易出现失效的工况及失效位置。由于涡轮轮毂结构的原因,涡轮轮毂可能会更加容易失效。假设轮毂碎裂均匀分为四份且形状为扇形,利用LS-DYNA软件将轮毂碎片与涡壳(涡壳厚度为8mm)进行高速撞击数值仿真。根据轮毂在撞击涡壳过程中能量的转化与分配,更为清楚地了解涡轮轮毂撞击壳体的机理。最后,改进涡壳厚度设定为5mm与10mm两种改进方案,将数值仿真结果对比分析涡壳应力、吸能与轮毂速度变化图得出结论,10mm涡壳厚度包容性更强。本文的结论可以为后续涡轮机的推广和研制提供一定的依据,对涡轮增压器的研究具有一定的意义。通过对轮毂撞击涡壳数值仿真为增压器的安全性研究提供参考。