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题名航空发动机钛合金机匣包容性数值仿真研究
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作者
曹苗
张春阳
刘宗兴
赵振强
刘军
李玉龙
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机构
西北工业大学航空学院
强度与结构完整性全国重点实验室
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出处
《爆炸与冲击》
北大核心
2025年第7期111-122,共12页
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基金
国家科技重大专项(J2019-VIII-0008-0169)。
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文摘
针对发动机风扇机匣包容性评估需求,提出一种结合了打靶试验和有限元分析评估机匣包容能力的方法。采用叶片形弹体冲击半环模拟机匣以获取钛合金机匣的冲击损伤基本特性,并基于接触-碰撞显式动力学分析软件建立相应的数值仿真模型,对比弹体剩余速度、靶板径向变形量以及结构损伤形貌的数值模拟结果与测试结果,二者良好的一致性表明本文数值仿真方法的准确性。然后,采用验证过的数值仿真方法建立真实断裂叶片撞击风扇机匣的计算模型,研究断叶转速及断叶尺寸对机匣包容性的影响。结果表明,旋转状态下风扇机匣的包容能力大于打靶试验中机匣所能承受的叶片冲击能量,工程设计中打靶试验可按照真实机匣临界包容速度的0.76倍进行穿透阈值设计。建立了机匣包容能力表征参量与断叶转速、尺寸的关联模型,发现机匣塑性变形能与叶片丢失转速呈四次方关系,与断叶尺寸呈平方关系;且随着断叶尺寸的增大,机匣临界包容转速呈指数形式下降。
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关键词
航空发动机
钛合金机匣
打靶试验
接触-碰撞动力学
包容过程
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Keywords
aero-engine
titanium alloy casing
ballistic impact test
contact-impact dynamics
containment process
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分类号
O347.3
[理学—固体力学]
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