发动机振动强度

发动机强度与振动

第一章课后作业

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1.1 简要解释下列名词术语：

（1）弯矩补偿

弯矩补偿：在叶片设计时，通过离心力弯矩来抵消一部分气动力弯矩，使叶片截面上的合成弯矩最小或达到某一数值，以减小叶片截面上的总弯曲应力值。

（2）自然补偿

自然补偿：弯曲变形后，截面重心偏离，形成附加弯矩，使离心弯矩对气动弯矩的补偿作用加大，也称附加补偿为自然补偿。

（3）罩量调整

罩量调整：罩量是叶片各截面重心相对于Z轴的偏移量；以根部截面为调整对象，对罩量进行调整为罩量调整。调整需考虑的因素有气动状态、加工和安装等。

1.2 简要回答下列问题：

（1）发动机工作中转子叶片受哪些负荷？

离心力、气动力、热应力、交变载荷、随机载荷

（2）转子叶片应力计算中，至少应考虑哪些工作状态？

最大气动状态，H=0, Ma＝M max，n＝n max

最小气动状态，H=H max, n＝n额定或n巡航

最高温度状态，T=Tmax

地面试车, 即设计状态，H=0, Ma＝0， n＝ n max

（3）航空发动机转子叶片截面上承受什么弯矩？通常采用什么方法来降低截面上的弯曲应力？

气动力弯矩和离心力弯矩；采用弯矩补偿降低截面上的弯曲应力。

（4）离心补偿，或称弯曲补偿，在转子叶片设计中如何实现？补偿系数如何确定？

使气动力弯矩和离心弯矩作用方向相反，从而减小合成弯矩。

补偿系数为0.2至0.8，应根据叶片在最常应用的工况和最危险工况下进行离心补偿设计，选择补偿系数还应考虑其他工况，以避免叶片出现过补偿现象。

（5）试用图说明在同一转子上压气机和涡轮转子叶片各截面的重心分布规律(沿周向及轴

向)，并阐述其原因。

压气机

压气机对气体做功，受到的气动弯矩与航向相反，则，离心弯矩应与航向相同，故重心向左。 受到的气动弯矩与转向相反，则，离心弯矩应与转向向相同，故重心向左。

涡轮

气体对涡轮做功，涡轮叶片受到的气动力弯矩与航向相同，则离心弯矩应与航向相反，所以涡轮叶

片重心向右。 气体对涡轮做功，涡轮叶片受到的气动力弯矩与转子旋向相同，则离心弯矩应与旋向相反，所以涡轮叶片重心向右。

（6）转子叶片的叶型截面上，通常何处应力最大？为什么？

转子叶片叶根部位应力最大，因为叶根部位承受的离心力和弯矩均最大。

（7）长而薄的转子叶片，其弯曲变形对叶片应力有何影响？

弯曲变形后，截面重心偏离，形成附加弯矩，使离心弯矩对气动弯矩的补偿作用加大，也称附加补偿为自然补偿。 0,0y x ≥≤0,

0y x ≤≥