航空压气机叶片修复夹具流道结构优化研究

作者：纪玮; 王冬; 戴士杰

来源：机械设计与制造, 2020, (04): 145-155.

DOI：10.19356/j.cnki.1001-3997.2020.04.035

• TC4钛合金叶片
• 焊接修复
• 水冷螺纹流道
• 强化传热
• 参数优化

为保证TC4钛合金航空压气机叶片焊接修复质量,提高其焊接过程中的高温冷却速度至关重要,而提高夹具的水冷散热速度又是提高叶片冷却速度的关键。基于强化传热理论,在叶片修复夹具上设计了三角形螺纹流道,强制冷却水与夹具换热。通过有限元模拟,优化了流道结构,以增加冷却水单位时间内吸收热量Q1,从而加快叶片高温冷却速度。针对叶片温度大于350℃的情况,分别研究了流道中螺纹螺距P(6～18)mm、牙型底部宽度A(2～6)mm及牙型高度H(0.3～1.2)mm对Q1的影响。结果表明,Q1随P、A增大而减少,随H增大而增加。当P=6mm,A=2mm,H=1.2mm时,夹具冷却能力最强,较光孔流道夹具,Q1大幅增加,传热强化了52.90%。这表明三角形螺纹流道夹具具有良好冷却能力,对保证叶片修复质量有重要指导意义。

• 单位
  河北工业大学