基于改进雅克比-旋量模型的航空发动机转子-叶片结构装配精度分析

摘要：

转子-叶片是航空发动机的核心部件,具有装配结构复杂、装配难度大等特点,在高温高压条件下,转子-叶片装配误差被催化放大,容易导致疲劳裂纹等故障,严重影响整机安全性和可靠性.针对转子-叶片结构,传统的装配偏差分析方法常采用多特征并联结构中的一条支链作为单一主链来建立偏差传递模型,难以综合考虑转子-叶片复杂定位结构和局部并联关系.本文提出了基于改进的雅可比 旋量(Jacobian-Torsor,J-T)模型的转子 叶片装配偏差分析方法.首先分析了转子-叶片多级回转结构、止口定位结构和榫头榫槽结构,建立了考虑转子-叶片多特征局部并联关系的整机装配尺寸链;然后采用不完全定位策略将转子 叶片装配结合面表达为基于点接触形式的偏差旋量,建立了基于定位点系统的转子-叶片联合定位基准方案;最后提出转子-叶片装配精度指标及基于改进的雅克比 旋量模型的求解方法.以某航空发动机转子 叶片的径向、轴向和周向装配偏差分析为例,将传统雅克比-旋量模型、基于蒙特卡洛法的仿真模型、改进雅克比-旋量模型及实测结果进行了对比分析.结果表明,本文方法相较其他方法预测精度更高,与实测结果误差率不超过9％,提出了榫头榫槽更合理的装配连接方式.

关键词：航空发动机、转子-叶片结构、装配精度、局部并联链、改进的雅克比-旋量模型

所属期刊栏目：66

分类号：V46;P228.4;V263

资助基金：国家自然科学基金;北京市博士后工作经费资助项目

在线出版日期：2023-05-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：65-77