与传统涡轮盘相比,双辐板涡轮盘的结构和强度都具有很大优势,下文分别对传统结构涡轮盘和双辐板涡轮盘进行了有限元分析,对比说明双辐板涡轮盘结构在强度方面的优势。
经计算分析可知,双辐板涡轮盘的强度计算结果与规范要求仍然存在一定差距,可以通过采取如下措施来弥补,为其应用奠定基础。
1)上述计算模型仅是方案设计阶段的初始模型,在今后研究中应以改模型为基础开展结构优化工作,以降低轮盘局部的工作应力,提高其安全系数。
2)上述双辐板涡轮盘计算采用的盘体温度场分布与传统涡轮盘的相同,而实际上双辐板轮盘的温度要略低,其实际安全系数应高于上述计算结果,今后的工作中要精确计算双辐板涡轮盘的温度分布,为结构设计提供依据。
3)新结构必须与新材料相对应,未来研究会将下一代粉末材料应用于双辐板涡轮盘结构设计,这样可使盘体强度提高80
MPa左右,大大增加了轮盘的安全系数。
4)
双辐板涡轮盘可以使发动机结构更优,零件数量减少,可靠性和推重比提高。
5)
双辐板涡轮盘与传统涡轮盘的应力分布有一定区别,改善了涡轮盘的应力状态,有利于延长寿命。
6)
在应力水平大致相当的情况下,双辐板涡轮盘较传统涡轮盘在质量方面有较大优势,可以进一步降低涡轮部件质量,有利于提高发动机推重比。
7) 通过今后的结构优化和新材料的使用,可以进一步提高双辐板涡轮盘的强度,必将在未来的高推重比发动机设计中有着广泛的应用前景。
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