航空发动机强度与振动.doc

,叶片所用材料为TC4金,相关参数如下:113Pa材料密度:4400kg/m弹性模量:*::泊松比把叶片简化为根部固装的等截所示。1叶片模型如图面悬臂梁。叶型由叶背和叶盆两条曲线组成,可由每条曲线上4个点通过spline(样条曲线)功能生成,各点位置所示。2所示,其坐标如表1如图注:叶片尾缘过薄,可以对尾缘进行修改,设置一定的圆角叶片的静力分析2.)叶片在转速为11500rad/s下的静力分析。(等效应力分布图,对叶片应力分布进行分析要求:得到vonMises说明。并计算叶片的安全系数,进行强度校核。叶片的振动分析3.(1)叶片静频计算与分析阶的叶片振型图,并说明其对应振动类型。6到1要求:给出(2)叶片动频计算与分析要求:列表给出叶片在转速为500rad/s,1000rad/s,1500rad/s,2000rad/s下的动频值。(3)共振分析要求:根据前面的计算结果,做出叶片共振图(或称Campbell图),找出叶片的共振点及共振转速。因为叶片一弯、二弯、一扭振动比较危险,故只对这些情况进行共振分析。:网格划分必须保证结果具有一定精度。各输出结果图形必须用ANSYS的图片输出功能,不允许截图,即图片背景不能为黑色。(1)前处理前处理的目的是建立一个符合实际情况的结构有限元模型。在Preprocessor处理器中进行。包括:分析环境设置(指定分析工作名称、分析标题)、定义单元类型、定义实常数、定义材料属性(如线弹性材料的弹性模量、泊松比、密度)、建立几何模型(一般用自底向上建模:先定义关键点,由这些点连成线,由线组成面,)、对几何模型进行网格划分,网格的划分往往越密集所求应力分布越明显,但为了电脑计算方便,运行速度快一点,本次设计共划分50个网格(分为三个步骤:赋予单元属性、指定网格划分密度、网格划分)在本课程设计中,先在Preferences中定义了所要研究的对象是structural(结构),然后在Preprocessor中定义材料的类型为structural3,弹性模量DENS=4400kg/msolid->Brick8node50再设定材料密度为为EX=,泊松比为PRXY=。?10a放位置创建关键点(Keypoints),然后依次建立面(Areas)->体(Volumes)。(2)施加载荷、设置求解选项并求解这些工作通过Solution处理器来实现。指定分析类型(静力分析、模态分析、谐响应分析、瞬态动力分析、谱分析等)、设置分析选项(不同分析类型设置不同选项,有非线性选项设置、线性设置和求解器设置)、设置载荷步选项(包括时间、子步数、载荷步、平衡迭代次数和输出控制)、加载(ANSYS结构分析的载荷包括位移约束、集中力、面载荷、体载荷、惯性力、耦合场载荷,将其施加于几何模型的关键点、线、面、体上)然后求解。在本课程设计中,静力分析时要固定底面边界,施加1500rad/s绕X轴的转速;模态分析中的静频分析时要固定底面边界,设定6阶最大阶数,然后求解(solve),最后查看结果;模态分析中的动频分析时要固定底面边界,先在static分析类型中第一次求解(solve)出对)solve(分析中第二次求解modal然后再到应转速下的离心拉伸应力,出动频值,求解时要考虑离心拉伸应力的影响。(3)后处理当完成计算以后,通过后处理模块GeneralPostproc查看结果。ANSYS软件的后处理模块包括通用后处理模块(POST1)和时间历程后处理模块(POST26)。可以轻松获得求解计算结果,包括位移、温度、应变、热流等,还可以对结果进行数学运算,然后以图形或者数据列表的形式输出。结构的变形图、内力图(轴力图、弯矩图、剪力图),各节点的位移、应力、应变,还有位移应力应变云图都可以得出,为我们分析问题提供重要依据。在本课程设计中,主要是通过后处理模块查看叶片变形的位移振动图(DOFsolution)和vonMises等效应力分布图(stress)。算出的动频值结果可以在Resultssummary中查看,另外还可以通过菜单栏中的PlotCtrls->HardCopy->ToFile...中输出白底***片和PlotCtrls->Animate->modeshape中输出动画。:理论上叶片自上到下应力应该逐渐增