航空发动机强度与振动--各章作业

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1、《航空发动机强度与振动》习题《航空发动机强度与振动》习题中国民航飞行学院航空工程学院2014-5-25《航空发动机强度与振动》习题第一章转子叶片静强度计算作业一、简答题1、发动机转子叶片主要承受哪些载荷？2、转子叶片强度分析中，总体坐标系是如何定义的？3、采用数值积分法计算转子叶片离心拉伸应力时，叶片是如何分段的？4、请判断对错：压气机转子叶片工作时，叶尖截面的离心拉伸应力最大。5、什么是罩量？什么是罩量调整？试以压气机转子叶片为例进行具体说明。6、热应力的产生条件？7、涡轮转子叶片伸长量的计算中，主要考虑那些伸长量？8、判

2、断对错：采用带冠叶片会增加叶片的离心拉伸应力水平。9、如图所示为转子叶片某截面。（1）在图中画出转子叶片截面的两个主惯性轴，并指出哪个是最小主惯性轴；哪个是最大主惯性轴？（2）假设此叶片仅承受叶盆面上均匀的气动压力，请给出A、B、C三点处的应力状态。二、计算及推导题1、第一章作业，教材20页，习题1-1。习题1-1离心拉伸气体力弯矩计算离心力弯矩计算合成弯矩计算结果应力Mx,j气My,j气Mx,j离My,j离Mx,j合My,j合MpaNmNmNmNmNmNm0——————————————Ⅰ39.744.54-1.90-0.2

3、85.534.263.63Ⅱ60.4115.15-6.35-8.775.536.38-0.82Ⅲ74.5431.00-13.00-31.668.00-0.66-5.00Ⅳ87.7456.83-23.83-56.0970.910.7347.09Ⅴ98.4289.62-37.57-100.49141.39-10.87103.82第一章转子叶片强度计算2、等截面转子叶片离心拉伸应力计算。3，某涡轮的转速为4700r/min，转子叶片材料密度8200kg/m叶尖截面Z轴坐标为220mm，叶根截面Z轴坐标为140mm。求转子叶片中部截

4、面离心拉伸应力？答案：15.89MPa3、如图所示为某级压气机叶轮，共有Q片转子叶片。在平均半径处取高为单位1，宽为一个栅距的气流通道，已知气流通道进口和出口处的气流参数（如图所示），试推导出叶片单位叶高上受到的横向气体力的轴向分量大小。（公式1-4的推导）4、在采用数值积分的方法计算转子叶片j截面上承受的绕Y轴的气体力弯矩时，已知各段的横向气体力的X方向分量，各段的Z轴坐标（如图所示），试写出j截面上承受的绕Y轴的气体力弯矩表达式。（公式1-9的推导）3《航空发动机强度与振动》习题第二章轮盘强度计算作业一、简答及推导1、发

5、动机轮盘工作中承受的主要载荷有哪些？2、公式（2-6）平衡方程的推导？3、求解三大类方程有哪两种方法？K213+ν2αEr4、σ=+−KAr+trdr−Etαθ122∫rr8r0上述公式中，哪一项是由温度影响引起的热应力？5、等厚盘应力计算通式为⎧K23+να2Erσ=−−KAr−trdr⎪⎪r122∫rrr80⎨⎪=+−KE213+να2+r−σKArtrdrEtαθ122∫⎪⎩rr8r0已知：等温等厚空心盘中心孔边自由，外缘处有外载σ，试分析外载单独作用时（静止盘），盘中的应力分a布？【即（2-17）推导（2-24）】6

6、、已知整个轮盘温度一致，试利用平衡方程导出完全等强度盘的剖面形状？1d2平衡方程：()hrσσ−+=Ar0rθhdr二、判断题1、不考虑热应力影响时，轮盘应力与弹性模量成正比。2、均匀加热且自由的轮盘，不会产生热应力。3、对于实心盘，当温度在半径方向按二次方曲线变化时，热应力同样是按二次方曲线变化。4、对于空心盘，当温度在半径方向按二次方曲线变化时，热应力同样是按二次方曲线变化。5、不管是实心盘还是空心盘，热应力σ在轮盘外缘处呈压应力状态。θ6、热应力与弹性模量成正比。7、等厚度盘的应力分布不太合理，盘心处应力水平较高，轮盘

7、外缘处应力水平较低。三、综合题1、对于静止不转等厚实心盘，已知温度在半径方向按二次曲线变化而得到的周向热应力分布为c222raσα=−(3)rrE试证明：σhdr=0θθa∫40并找出当r>（）时，σ呈压应力状态？θ第一章转子叶片强度计算2、试写出等温空心等厚盘中心孔边自由，盘外缘存在外载荷σ时的应力边界条件？a3、如图所示，如果偏心孔的位置落在无孔盘的σ>σ区域内，则盘将可能沿截面开裂；rθ4、弹塑性盘的定义？5、轮盘强度校核通常选取的计算点为？K23+ν2αEr6、在等厚盘径向应力计算通式σ=−−KAr−trdr中，写出

8、A的定义公式r122∫rr8r0（）。7、应力叠加原理的考察。8、给出应力分布曲线和计算公式，在图中写出关键点的坐标。等温等厚空心盘，盘外缘没有外载荷σ，中心孔边自由。其应力计算公式为：a22⎧3+ν22rra02⎪σ=+Ar()r−−rra02⎪8r⎨22⎪31++νν22rra032σ