微型涡桨发动机动力涡轮叶片与机匣碰撞失效仿真分析

作者：李纪永; 李颖新; 马阳; 李芳; 胡凯

来源：强度与环境, 2021, 48(03): 46-52.

DOI：10.19447/j.cnki.11-1773/v.2021.03.007

• 涡轮叶片
• 机匣
• 接触-碰撞动力学
• 包容性

针对某微型涡桨发动机试车过程中出现的叶片断裂及机匣包容性问题,利用接触-碰撞动力学方法模拟了单叶片断裂后对叶片和机匣的碰撞失效过程,对碰撞位置、碰撞中的能量变化、等效应力/应变等进行了分析。结果表明,单涡轮叶片断裂情况下,叶尖和叶根依次与机匣碰撞产生两个撞击点,不考虑其余叶片的影响下,第一个撞击点由于叶尖滑动耗散部分能量,第二个碰撞点受到的冲击更大。考虑整周涡轮叶片旋转情况,断裂单叶片受后方旋转叶片驱使,动能大幅增加了,第一个碰撞点造成冲击更大。因此,在机匣包容性分析中,需考虑其余旋转叶片增强断裂叶片动能的影响。