【摘 要】
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提出了一种复合材料风扇叶片高周疲劳薄弱点位置预测方法.利用铺层信息文件,在ACP(ANSYS Composite Pre-Post)中通过壳单元法向拉伸建立全尺寸风扇叶片有限元模型,基于ANSYS-
【机 构】
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上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240;上海交通大学机械与动力工程学院,上海200240;上海交通大学燃气轮机与民用航空发动机教育部工程研究中心,上海200240
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提出了一种复合材料风扇叶片高周疲劳薄弱点位置预测方法.利用铺层信息文件,在ACP(ANSYS Composite Pre-Post)中通过壳单元法向拉伸建立全尺寸风扇叶片有限元模型,基于ANSYS-Work-bench和Tecplot底层函数接口,开发的后处理程序完成铺层叶片有限元数据提取和数据库建立.根据复合材料CLD(constant life diagram)模型,采用薄弱点指标来预测叶片高周疲劳失效的位置.算例结果表明:叶片失效位置高度均不超过整个叶高的40％.1阶弯曲模态、1阶扭转模态、2阶扭转模态最先失效应力为层间正应力,2阶、3阶弯曲模态、弦向弯曲模态最先失效应力为层间切应力.叶片弯曲模态层间正应力薄弱点位于弦向中部;扭转模态振动应力幅值点全部为结构层,S3薄弱点靠近尾缘.压缩平均应力会导致叶片的高周疲劳破坏,具有较小静应力值的区域会成为薄弱点.
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