可重复使用涡轮泵叶片强度寿命研究

admin · 发表于 2022-9-18 22:14:37

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雅宝题库解析：
涡轮叶片是可重复使用液体火箭发动机涡轮泵中十分重要的涡轮转子部件，承受着复杂的热载荷及机械载荷，为保证火箭发动机在服役期间的可重复性，迫切需要对涡轮叶片的强度进行计算，并对寿命加以预测。本文对所设计的涡轮动叶的强度和寿命进行了研究。本文首先依据航天飞机涡轮泵的基本技术参数用等环量设计的原则设计了第一级动叶的涡轮叶片，根据设计的数据在ANSYS WORKBENCH软件中建立了涡轮叶片的几何模型。对单个叶片的流通通道进行了网格划分并进行流场计算，得出叶片表面的气动力和温度分布。对涡轮叶片进行热分析，计算出涡轮叶片实体的温度分布情况。然后基于流固耦合和热固耦合技术把计算的气动力和温度场传递到叶片的三维有限元模型上，并在叶片上施加离心载荷，对叶片进行热弹塑性有限元分析，得出叶片的应力应变，并在此基础上依据静强度准则对涡轮叶片进行了强度校核。利用前述应力应变的分析结果和材料的疲劳特性，分别选用MORROW修正和SWT修正法，对涡轮叶片进行了疲劳损伤的计算，用热强综合参数方程计算了叶片的蠕变损伤，然后利用Miner线性累积损伤原则计算了叶片的总损伤量，预测了叶片的疲劳/蠕变寿命。

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