航空發(fā)動機結構強度設計與分析

目錄
叢書序
前言
第1章轉(zhuǎn)子葉片強度
【學習要點】001
1.1概述001
1.1.1轉(zhuǎn)子葉片受力分析002
1.1.2計算模型簡化和坐標系002
1.1.3計算狀態(tài)的選擇003
1.1.4葉片截面的主要幾何參數(shù)004
1.2離心拉伸應力計算005
1.2.1一般積分公式 005
1.2.2數(shù)值積分法006
1.2.3平均離心拉伸應力隨截面積變化規(guī)律007
1.3彎曲應力計算010
1.3.1氣體力彎矩010
1.3.2離心力彎矩 015
1.3.3彎矩的合成與罩量設計016
1.3.4彎曲應力020
1.4總應力與安全系數(shù)021
1.5影響葉片強度的因素022
1.5.1扭轉(zhuǎn)應力的影響023
1.5.2熱應力的影響023
1.5.3扭向的影響024
1.5.4蠕變的影響及葉片的伸長計算025
1.5.5柔性葉片彎曲變形的影響025
1.5.6葉冠的影響026
1.5.7其他因素的影響026
1.6榫頭強度計算027
1.6.1燕尾形榫頭027
1.6.2樅樹形榫頭029
【案例部分】032
【小結】034
【習題】034
附錄葉片應力計算程序037
第2章輪盤強度
【學習要點】044
2.1概述044
2.2輪盤應力計算的基本公式及解法046
2.2.1基本假設046
2.2.2彈性力學方程組建立047
2.2.3彈性力學方程組的求解049
2.3等厚輪盤應力計算051
2.3.1等溫實心等厚盤機械應力052
2.3.2等溫空心等厚盤機械應力 053
2.3.3等厚盤熱應力056
2.4復雜剖面輪盤應力常規(guī)計算方法——等厚圓環(huán)法060
2.4.1分段等厚圓環(huán)法的基本思路061
2.4.2等厚圓環(huán)法的運算公式062
2.5輪盤的安全系數(shù)066
2.6等強度盤型面設計069
2.7輪盤的一些專門問題072
2.7.1偏心孔邊的應力集中072
2.7.2彈塑性輪盤的基本概念073
【案例部分】077
【小結】078
【習題】079
附錄用等厚圓環(huán)法計算變厚度盤應力程序081
第3章葉片振動
【學習要點】085
3.1概述085
3.2等截面葉片(梁)的彎曲振動086
3.2.1梁彎曲振動微分方程086
3.2.2等截面懸臂梁的固有頻率與振型089
3.2.3等截面雙簡支梁的固有頻率與振型092
3.2.4等截面葉片彎曲振動固有頻率影響因素093
3.3等截面葉片扭轉(zhuǎn)及其他復雜振動094
3.3.1等截面葉片扭轉(zhuǎn)振動094
3.3.2葉片復雜振動097
3.4變截面葉片彎曲振動的近似解法098
3.4.1漸近法098
3.4.2能量法103
3.5旋轉(zhuǎn)葉片的彎曲振動105
3.6影響葉片自振頻率的其他因素111
3.6.1溫度的影響111
3.6.2葉片扭向的影響112
3.6.3支承盤剛度的影響113
3.6.4根部非固裝情況的影響114
3.6.5葉片長厚比的影響115
3.7振動應力116
3.8激振力分析117
3.8.1尾流激振118
3.8.2旋轉(zhuǎn)失速和隨機激振121
3.9振動阻尼123
3.9.1氣動阻尼123
3.9.2構造阻尼124
3.9.3材料阻尼124
3.10顫振126
3.11葉片振動故障的排除130
3.11.1葉片振動故障的判別130
3.11.2葉片振動故障排除及減振措施130
【案例部分】141
【小結】142
【習題】142
附錄漸近法計算變截面葉片固有頻率程序及示例144
第4章輪盤振動
【學習要點】150
4.1圓盤振動的形式150
4.2薄等厚圓盤的自振頻率及振型152
4.3影響盤自振頻率的因素156
4.3.1盤自振頻率的4大主要影響因素156
4.3.2葉片對盤自振頻率的影響156
4.3.3離心力的影響 157
4.3.4溫度對輪盤自振頻率的影響158
4.4動波158
4.4.1行波振動158
4.4.2駐波與臨界轉(zhuǎn)速160
4.4.3輪盤共振特性162
4.5盤振動的激振力163
【案例部分】164
【小結】164
【習題】165
第5章轉(zhuǎn)子振動與平衡
【學習要點】166
5.1概述166
5.2轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的基本特性167
5.3軸質(zhì)量對于臨界轉(zhuǎn)速的影響170
5.4陀螺力矩的影響173
5.4.1轉(zhuǎn)子陀螺力矩公式173
5.4.2考慮陀螺力矩影響時臨界轉(zhuǎn)速計算的柔度系數(shù)法177
5.4.3考慮陀螺力矩影響時臨界轉(zhuǎn)速計算的剛度系數(shù)法179
5.5支承彈性及質(zhì)量的影響185
5.5.1支承彈性的影響185
5.5.2支承質(zhì)量及彈性影響的動剛度法分析189
5.6阻尼的影響197
5.7其他影響臨界轉(zhuǎn)速的因素201
5.7.1軸向力的影響201
5.7.2扭矩的影響202
5.7.3非圓截面軸的影響202
5.7.4盤及葉片柔性的影響205
5.7.5連接構造的影響205
5.8多盤轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速計算206
5.8.1分解法（頓克公式的推廣）206
5.8.2能量法(瑞利法)207
5.8.3傳遞矩陣法208
5.8.4復雜轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速計算的子結構傳遞矩陣法216
5.9整機振動介紹222
5.9.1振源與靜子的振動特性222
5.9.2頻譜分析224
5.10發(fā)動機轉(zhuǎn)子平衡225
5.10.1轉(zhuǎn)子不平衡的形式225
5.10.2保證發(fā)動機轉(zhuǎn)子平衡性的方法228
5.10.3剛性轉(zhuǎn)子與柔性轉(zhuǎn)子的平衡230
5.10.4不平衡度的選擇231
5.11轉(zhuǎn)子減振設計方法232
5.11.1剛性轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速設計方法232
5.11.2柔性轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速設計方法233
5.11.3轉(zhuǎn)子支點加裝阻尼器及撓度限制器235
5.11.4支承剛性非線性設計235
5.11.5改善轉(zhuǎn)子的平衡設計236
【案例部分】236
【小結】236
【習題】238
附錄計算轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的傳遞矩陣法程序240
第6章航空發(fā)動機零件的疲勞強度與壽命
【學習要點】248
6.1概述248
6.2疲勞研究的基礎250
6.2.1疲勞和疲勞壽命250
6.2.2疲勞載荷譜252
6.2.3金屬材料的常用疲勞壽命模型257
6.2.4Miner線性累計損傷理論267
6.2.5載荷譜雨流計數(shù)268
6.3發(fā)動機零件的疲勞強度和壽命270
6.3.1發(fā)動機零件疲勞壽命估算方法270
6.3.2構件安全壽命與可靠度278
6.4算例280
6.4.1壓氣機葉片的壽命預測280
6.4.2某高壓一級渦輪盤的壽命預測283
6.4.3某高壓渦輪軸的高低周復合疲勞壽命評估284
【案例部分】286
【小結】288
【習題】289參考文獻291