风扇叶片外物损伤后的疲劳性能预测方法研究

《风扇叶片外物损伤后的疲劳性能预测方法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中图分类号：V231.95论文编号：102870218-SZ007学科分类号：085206硕士学位论文风扇叶片外物损伤后的疲劳性能预测方法研究研究生姓名万煜玮专业类别工程硕士专业领域动力工程指导教师宋迎东教授南京航空航天大学研究生院能源与动力学院二О一八年一月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofEnergyandPowerEngineeringResearchonFatiguePredictionforFanBladefollowingFo

2、reignObjectDamageAThesisinPowerEngineeringbyWanYuweiAdvisedbyProf.SongYingdongSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringJan,2018承诺书本人声明所呈交的博/硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位

3、或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学全日制专业学位硕士学位论文摘要外物损伤（ForeignObjectDamage，FOD）是航空发动机在使用过程中不可避免的常见问题，容易引发叶片发生疲劳断裂，对发动机的安全性、经济性存在着重大的影响。本文针对钛合金风扇叶片外物损伤后的疲劳性能预测和评估问题展开研究，主要工作和结论如下：（1）对国内外FOD问题的研究历程和现状

4、进行了文献综述。综述表明：发展外物损伤后材料疲劳性能的准确预测方法，对后续航空工业的发展具有重大的工程价值；国内缺乏对FOD疲劳问题的理论分析和预测方法，需开展更为深入的细致研究和探讨；（2）基于临界距离理论对FOD缺口型损伤的疲劳强度预测开展了研究和分析，研究结果表明：基于FOD宏观尺寸的疲劳强度预测结果与实际的试验值之间存在着较大的误差，整体的预测水平偏高，预测结果较为分散。产生误差的主要原因是没有考虑FOD损伤的轮廓形貌及冲击所致的微观损伤。基于结构光扫描发现，在FOD损伤的底部区域，存在着一部分不规则的缺陷、凹坑，并且分布相对集中。基于

5、观测结果，提出叠加缺口的修正模型来表征FOD轮廓特征。基于叠加缺口模型和临界距离理论可以更准确地预测缺口型FOD损伤的疲劳强度，相对误差基本处于±30%之内；（3）基于最弱环理论对FOD缺口型损伤的疲劳寿命预测开展了研究和分析。研究结果表明：依据FOD宏观缺口尺寸所预测的疲劳寿命与实际寿命之间存在着较大的差值，预测寿命的整体水平相对偏高；而采用叠加缺口模型，在一定程度上提高了疲劳寿命的预测精度，预测寿命大部分分布在实际寿命的5倍分散带以内。关键字：外物损伤，TC4钛合金，疲劳强度，疲劳寿命，预测方法I风扇叶片外物损伤后的疲劳性能预测方法研究AB

6、STRACTForeignObjectDamage(FOD)isacommonproblemthatcannotbeavoidedintheprocessofaeroengine.Iteasilyleadstofatiguefractureofthebladeandhasasignificantimpactonthesafetyandeconomyoftheengine.Inthispaper,thefatigueperformancepredictionandevaluationoftitaniumalloyfanbladesfollowin

7、gFODwerestudied.Themainworkandconclusionsareasfollows:(1)TheresearchstatusofFODathomeandabroadwerereviewed.Reviewshowsthat:thedevelopmentofaccuratepredictiononmaterialfatiguepropertyfollowingFODisgreatengineeringvaluefortheaviationindustry.Theoreticalanalysisandpredictionsfo

8、rFODfatigueproblemsneedtobestudiedanddiscussedinfuture,whichislackinthecoun