考虑流固耦合效应的航空发动机风扇叶片应力数值模拟与试验测量研究

• 作者: 张帅 张强波 董江 文敏
• 来源期刊: 推进技术
• 学科: 航空航天
• 关键词: 航空发动机 风扇转子 叶片应力 数值模拟 流固耦合 试验测量
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 试验与测试|Experiments and Tests
• 页码范围: 331-340
• 页数: 10页
• 分类号: V232|V231.92
• 语种: 中文
• DOI: 10.13675/j.cnki.tjjs.200175

摘要

航空发动机风扇转子在高压比、高转速、高负荷的级环境中工作时,存在叶片固体域与流体域之间强烈的耦合作用.针对风扇工作中的流固耦合问题,采用基于流固耦合的数值模拟方法对风扇叶片的结构特性进行模拟,研究考虑流固耦合效应前后叶片结构特性的变化.通过风扇转子加减速试验测量叶片表面测点应力变化,并将数值模拟与试验测量结果进行了对比分析.分析结果表明:考虑流固耦合效应后叶片表面的受力情况变化较大,导致叶片表面的应力与变形分布产生较大的变化;仅考虑离心力作用的计算方法得到的应力值与试验测量值误差最大达到50％,而考虑流固耦合效应的计算值误差在10％左右;考虑叶片流固耦合效应得到的应力分布更满足实际工程应力与强度分析要求.