【摘要】：低壓渦輪軸-盤是渦扇航空發(fā)動機(jī)的核心轉(zhuǎn)子部件,是高壓渦輪、高壓壓氣機(jī)等轉(zhuǎn)子件的裝配基準(zhǔn)。這類盤軸轉(zhuǎn)子件的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,安裝邊上螺栓孔眾多,且通過止口結(jié)構(gòu)的過盈配合來實現(xiàn)裝配過程中的定心定位作用。由于止口過盈約束的存在,在同一多螺栓緊固策略下,有止口結(jié)構(gòu)盤軸件在螺栓緊固下的裝配變形形式與無止口結(jié)構(gòu)盤軸件的裝配變形不同,尤其是裝配變形的大小和方向有明顯的差異。同時,多螺栓緊固策略直接影響了低壓渦輪軸-盤的裝配精度,間接影響了以低壓渦輪軸-盤為裝配基準(zhǔn)的其它轉(zhuǎn)子部件的裝配精度。提高低壓渦輪軸-盤裝配精度和螺栓緊固的可靠性對航空發(fā)動機(jī)的整機(jī)運行壽命有著重要意義。本文以提高帶止口結(jié)構(gòu)盤軸件的裝配精度和降低多螺栓連接最終殘余預(yù)緊力的離散度為研究目的,建立了帶止口結(jié)構(gòu)多螺栓連接盤軸有限元參數(shù)模型,從多螺栓緊固策略和結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)兩個角度研究分析了止口約束下盤軸件的裝配變形規(guī)律和螺栓最終殘余預(yù)緊力的分布規(guī)律。在多螺栓緊固策略對止口結(jié)構(gòu)盤軸件的裝配變形研究中,相鄰緊固螺栓初始分布位置直接影響了多螺栓緊固過程中被連接件的裝配變形分布,進(jìn)而決定了多螺栓緊固策略的制定。因此,本文建立了單螺栓緊固、不同相位分布的兩螺栓緊固和多螺栓緊固的止口結(jié)構(gòu)盤軸有限元模型。以每一加載步下的裝配變形相對變化量和相對相位角變化為切入點,分別仿真分析了單螺栓緊固下盤軸模型幾何參數(shù)對盤軸模型裝配變形的影響規(guī)律、相鄰加載步螺栓相位分布對盤軸模型裝配變形的影響規(guī)律以及多螺栓緊固順序和被連接件幾何參數(shù)對盤軸模型裝配變形的影響規(guī)律。在止口結(jié)構(gòu)盤軸件多螺栓緊固過程中的螺栓預(yù)緊力分布規(guī)律的研究中,本文分別仿真分析了盤軸模型螺栓緊固過程中,相鄰加載步螺栓位置分布與螺栓彈性相互作用的關(guān)系,同時分析了多螺栓緊固順序和盤軸模型幾何參數(shù)對螺栓預(yù)緊力分布的影響規(guī)律。然后,以帶止口結(jié)構(gòu)盤軸為實驗對象,驗證了多螺栓緊固過程中試件的裝配變形規(guī)律和相鄰加載步螺栓位置分布對螺栓彈性相互作用的影響規(guī)律,并以降低裝配變形和螺栓預(yù)緊力離散度為目標(biāo),提出止口結(jié)構(gòu)盤軸件多螺栓緊固策略的系列建議。這些建議給以渦扇航空發(fā)動機(jī)低壓渦輪軸-盤等帶止口結(jié)構(gòu)盤軸轉(zhuǎn)子件的多螺栓緊固策略研究提供了參考。最后,論文分析了本研究中的不足之處,并結(jié)合當(dāng)下的多螺栓緊固策略研究發(fā)展趨勢,對未來的止口結(jié)構(gòu)盤軸件多螺栓緊固策略的研究做出展望。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：V235.13

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本文編號：2747956