一種輪盤(pán)盤(pán)心孔疲勞試驗(yàn)件的制造方法技術(shù)

本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)領(lǐng)域，特別是涉及航空發(fā)動(dòng)機(jī)帶有傳動(dòng)臂的轉(zhuǎn)子輪盤(pán)盤(pán)心孔低循環(huán)疲勞壽命試驗(yàn)，提供了一種試驗(yàn)件的制造方法，尤其是一種輪盤(pán)盤(pán)心孔疲勞試驗(yàn)件的制造方法，特別是帶有傳動(dòng)臂航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子多級(jí)輪盤(pán)盤(pán)心孔疲勞試驗(yàn)的試驗(yàn)件，通過(guò)此方法，可以將多級(jí)輪盤(pán)進(jìn)行聯(lián)合試驗(yàn)而模擬更加真實(shí)的安裝使用條件，避免在試驗(yàn)中傳動(dòng)臂銷(xiāo)釘孔過(guò)早地出現(xiàn)裂紋失效，進(jìn)而能夠?qū)啽P(pán)盤(pán)心孔壽命進(jìn)行充分的考核驗(yàn)證。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

：本方法是用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)帶有傳動(dòng)臂的轉(zhuǎn)子輪盤(pán)盤(pán)心孔低循環(huán)疲勞壽命試驗(yàn)。
技術(shù)介紹
：航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子輪盤(pán)在使用中一般都有確定的壽命控制要求，并作為發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵件在其生產(chǎn)、使用和修理維護(hù)給予高度的重視，這主要是因?yàn)椋D(zhuǎn)子輪盤(pán)在使用中承受著循環(huán)溫度、循環(huán)轉(zhuǎn)速及葉片循環(huán)離心力等嚴(yán)酷載荷，其破壞后，尤其是盤(pán)體破裂，將會(huì)穿出發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣，進(jìn)而損壞飛機(jī)機(jī)體，發(fā)生機(jī)毀人亡的災(zāi)難性事故。由于輪盤(pán)盤(pán)心孔在工作時(shí)擁有巨大的周向應(yīng)力，經(jīng)過(guò)一定的循環(huán)壽命后萌生力裂紋，經(jīng)快速擴(kuò)展將會(huì)使輪盤(pán)延盤(pán)體徑向發(fā)生破裂，所以盤(pán)心孔一般都作為最重要的循環(huán)壽命關(guān)鍵部位。決定其循環(huán)壽命的主要因素有材料性能、輪盤(pán)結(jié)構(gòu)、使用載荷及生產(chǎn)加工工藝等。這些因素在發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)研制、批生產(chǎn)及大批交付用戶(hù)使用等不同階段中，可能會(huì)發(fā)生變化，所以在這些不同的階段中，都需要開(kāi)展輪盤(pán)循環(huán)壽命確定和驗(yàn)證工作。輪盤(pán)關(guān)鍵部位循環(huán)壽命確定和驗(yàn)證的最有效、最常用的方法就是低循環(huán)疲勞壽命試驗(yàn)。對(duì)于帶有傳動(dòng)臂的航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子多級(jí)輪盤(pán)，各級(jí)輪盤(pán)之間是通過(guò)傳動(dòng)臂上安裝的銷(xiāo)釘逐級(jí)連接，其中的某一級(jí)盤(pán)再與主軸連接，以此連接方式實(shí)現(xiàn)多級(jí)輪盤(pán)的扭矩傳遞功能。而其它不與主軸直接相連的輪盤(pán)不具備扭矩直接傳遞的功能，所以在進(jìn)行輪盤(pán)低循環(huán)疲勞壽命試驗(yàn)時(shí)，只能采用多級(jí)輪盤(pán)聯(lián)合進(jìn)行。然而，由于輪盤(pán)傳動(dòng)臂上的銷(xiāo)釘孔一般都存在較大的應(yīng)力集中，在試驗(yàn)過(guò)程中，銷(xiāo)釘孔會(huì)過(guò)早地出現(xiàn)裂紋失效而使試驗(yàn)無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行，不能對(duì)輪盤(pán)盤(pán)心孔部位的循環(huán)疲勞壽命進(jìn)行充分的考核和驗(yàn)證。鑒于上述現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的存在，通過(guò)研究，在保持輪盤(pán)整體結(jié)構(gòu)不變和輪盤(pán)傳動(dòng)臂結(jié)構(gòu)存在的情況下，對(duì)傳動(dòng)臂結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。專(zhuān)利技術(shù)了一種新的所述盤(pán)心孔壽命試驗(yàn)的方法，以此方法可實(shí)現(xiàn)對(duì)帶有傳動(dòng)臂的發(fā)動(dòng)機(jī)多級(jí)輪盤(pán)盤(pán)心循環(huán)壽命的確定和驗(yàn)證。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
：本專(zhuān)利技術(shù)創(chuàng)造的目的是提供一種試驗(yàn)件的制造方法，特別是帶有傳動(dòng)臂航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子多級(jí)輪盤(pán)盤(pán)心孔疲勞試驗(yàn)的試驗(yàn)件，通過(guò)此方法，可以將多級(jí)輪盤(pán)進(jìn)行聯(lián)合試驗(yàn)而模擬更加真實(shí)的安裝使用條件，避免在試驗(yàn)中傳動(dòng)臂銷(xiāo)釘孔過(guò)早地出現(xiàn)裂紋失效，進(jìn)而能夠?qū)啽P(pán)盤(pán)心孔壽命進(jìn)行充分的考核驗(yàn)證。技術(shù)方案為：一種輪盤(pán)盤(pán)心孔疲勞試驗(yàn)件的制造方法，該輪盤(pán)為帶有傳動(dòng)臂的航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子輪盤(pán)，該方法為在輪盤(pán)的傳動(dòng)臂上相鄰的偏心孔之間均進(jìn)行切槽，并形成多個(gè)扇形通槽，具體方法如下：步驟一、建模以輪盤(pán)的兩個(gè)偏心孔圓心之間的弧線中點(diǎn)為參照點(diǎn)，以該參照點(diǎn)作為切割扇形通槽的中心建模(使用UG建模)，建模中該扇形通槽的參數(shù)包括切槽深H、切槽寬L和倒圓角R；步驟二、提供槽深H、槽寬L和倒圓角半徑R的初始值，通過(guò)有限元分析(例如，使用ANSYS軟件)得到該初始值情況下，偏心孔邊緣的應(yīng)力值和倒圓角處的應(yīng)力值；步驟三、將分析得到的偏心孔邊緣的應(yīng)力值與目標(biāo)值進(jìn)行比較；步驟四、當(dāng)偏心孔邊緣的應(yīng)力值大于目標(biāo)值時(shí)，調(diào)整槽深H和槽寬L的值，之后重新通過(guò)有限元分析，得出偏心孔邊緣的應(yīng)力值，執(zhí)行步驟三；當(dāng)偏心孔邊緣的應(yīng)力值小于或等于目標(biāo)值時(shí)，結(jié)束槽深H和槽寬L的調(diào)整；步驟五、將倒圓角處應(yīng)力值與此時(shí)的偏心孔邊緣的應(yīng)力值進(jìn)行比較；步驟六、當(dāng)?shù)箞A角處應(yīng)力值大于此時(shí)的偏心孔邊緣的應(yīng)力值時(shí)，調(diào)整倒圓角半徑R的值，之后重新通過(guò)有限元分析得到倒圓角處的應(yīng)力值，執(zhí)行步驟五；當(dāng)?shù)箞A角處應(yīng)力值小于或等于此時(shí)的偏心孔邊緣的應(yīng)力值時(shí)，結(jié)束調(diào)整；步驟七、根據(jù)上述確定扇形通槽的參數(shù)對(duì)輪盤(pán)進(jìn)行切槽。尤其，步驟六中的調(diào)整倒圓角半徑R的值通過(guò)增大倒圓角半徑R的值實(shí)現(xiàn)。更具體的，所述的初始值滿(mǎn)足以下條件：槽寬L＝(2π*r1/n)-10r2槽深H＝3*r2倒圓角半徑R＝r2。尤其，所述的目標(biāo)值為所述帶有傳動(dòng)臂航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子多級(jí)輪盤(pán)在裝機(jī)后實(shí)際工作狀態(tài)下的偏心孔邊緣的應(yīng)力值。附圖說(shuō)明圖1為輪盤(pán)示意圖圖2為輪盤(pán)截面示意圖；圖3為輪盤(pán)盤(pán)心孔疲勞試驗(yàn)件示意圖；圖4為輪盤(pán)盤(pán)心孔疲勞試驗(yàn)件截面示意圖；具體實(shí)施方式一種輪盤(pán)盤(pán)心孔疲勞試驗(yàn)件的制造方法，該輪盤(pán)為帶有傳動(dòng)臂的航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子輪盤(pán)，該方法為在輪盤(pán)的傳動(dòng)臂上相鄰的偏心孔之間均進(jìn)行切槽，并形成多個(gè)扇形通槽，具體方法如下：步驟一、建模以輪盤(pán)的兩個(gè)偏心孔圓心之間的弧線中點(diǎn)為參照點(diǎn)，以該參照點(diǎn)作為切割扇形通槽的中心建模(使用UG建模)，建模中該扇形通槽的參數(shù)包括切槽深H、切槽寬L和倒圓角R；步驟二、提供槽深H、槽寬L和倒圓角半徑R的初始值，通過(guò)有限元分析(例如，使用ANSYS軟件)得到該初始值情況下，偏心孔邊緣的應(yīng)力值和倒圓角處的應(yīng)力值；步驟三、將分析得到的偏心孔邊緣的應(yīng)力值與目標(biāo)值進(jìn)行比較；步驟四、當(dāng)偏心孔邊緣的應(yīng)力值大于目標(biāo)值時(shí)，調(diào)整槽深H和槽寬L的值，之后重新通過(guò)有限元分析，得出偏心孔邊緣的應(yīng)力值，執(zhí)行步驟三；當(dāng)偏心孔邊緣的應(yīng)力值小于或等于目標(biāo)值時(shí)，結(jié)束槽深H和槽寬L的調(diào)整；步驟五、將倒圓角處應(yīng)力值與此時(shí)的偏心孔邊緣的應(yīng)力值進(jìn)行比較；步驟六、當(dāng)?shù)箞A角處應(yīng)力值大于此時(shí)的偏心孔邊緣的應(yīng)力值時(shí)，調(diào)整倒圓角半徑R的值，之后重新通過(guò)有限元分析得到倒圓角處的應(yīng)力值，執(zhí)行步驟五；當(dāng)?shù)箞A角處應(yīng)力值小于或等于此時(shí)的偏心孔邊緣的應(yīng)力值時(shí)，結(jié)束調(diào)整；步驟七、根據(jù)上述確定扇形通槽的參數(shù)對(duì)輪盤(pán)進(jìn)行切槽。尤其，步驟六中的調(diào)整倒圓角半徑R的值通過(guò)增大倒圓角半徑R的值實(shí)現(xiàn)。更具體的，所述的初始值滿(mǎn)足以下條件：槽寬L＝(2π*r1/n)-10r2槽深H＝3*r2倒圓角半徑R＝r2。尤其，所述的目標(biāo)值為所述帶有傳動(dòng)臂航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子多級(jí)輪盤(pán)在裝機(jī)后實(shí)際工作狀態(tài)下的偏心孔邊緣的應(yīng)力值。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種輪盤(pán)盤(pán)心孔疲勞試驗(yàn)件的制造方法，該輪盤(pán)為帶有傳動(dòng)臂的航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子輪盤(pán)，該方法為在輪盤(pán)的傳動(dòng)臂上相鄰的偏心孔之間均進(jìn)行切槽，并形成具有多個(gè)扇形通槽的試驗(yàn)件，具體方法如下：步驟一、建模以輪盤(pán)的兩個(gè)偏心孔圓心之間的弧線中點(diǎn)為參照點(diǎn)，以該參照點(diǎn)作為切割扇形通槽的中心進(jìn)行建模，在建模中的該扇形通槽的參數(shù)包括切槽深H、切槽寬L和倒圓角R；步驟二、提供槽深H、槽寬L和倒圓角半徑R的初始值，通過(guò)有限元分析得到該初始值情況下，偏心孔邊緣的應(yīng)力值和倒圓角處的應(yīng)力值；步驟三、將分析得到的偏心孔邊緣的應(yīng)力值與目標(biāo)值進(jìn)行比較；步驟四、當(dāng)偏心孔邊緣的應(yīng)力值大于目標(biāo)值時(shí)，調(diào)整建模中槽深H和槽寬L的值，之后重新通過(guò)有限元分析，得出偏心孔邊緣的應(yīng)力值，執(zhí)行步驟三；當(dāng)偏心孔邊緣的應(yīng)力值小于或等于目標(biāo)值時(shí)，結(jié)束槽深H和槽寬L的調(diào)整；步驟五、將倒圓角處應(yīng)力值與此時(shí)的偏心孔邊緣的應(yīng)力值進(jìn)行比較；步驟六、當(dāng)?shù)箞A角處應(yīng)力值大于此時(shí)的偏心孔邊緣的應(yīng)力值時(shí)，在建模中調(diào)整倒圓角半徑R的值，之后重新通過(guò)有限元分析得到倒圓角處的應(yīng)力值，執(zhí)行步驟五；當(dāng)?shù)箞A角處應(yīng)力值小于或等于此時(shí)的偏心孔邊緣的應(yīng)力值時(shí)，結(jié)束調(diào)整；步驟七、根據(jù)此時(shí)的切槽深H、切槽寬L和倒圓角R對(duì)輪盤(pán)進(jìn)行切槽。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種輪盤(pán)盤(pán)心孔疲勞試驗(yàn)件的制造方法，該輪盤(pán)為帶有傳動(dòng)臂的航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子輪盤(pán)，該方法為在輪盤(pán)的傳動(dòng)臂上相鄰的偏心孔之間均進(jìn)行切槽，并形成具有多個(gè)扇形通槽的試驗(yàn)件，具體方法如下：步驟一、建模以輪盤(pán)的兩個(gè)偏心孔圓心之間的弧線中點(diǎn)為參照點(diǎn)，以該參照點(diǎn)作為切割扇形通槽的中心進(jìn)行建模，在建模中的該扇形通槽的參數(shù)包括切槽深H、切槽寬L和倒圓角R；步驟二、提供槽深H、槽寬L和倒圓角半徑R的初始值，通過(guò)有限元分析得到該初始值情況下，偏心孔邊緣的應(yīng)力值和倒圓角處的應(yīng)力值；步驟三、將分析得到的偏心孔邊緣的應(yīng)力值與目標(biāo)值進(jìn)行比較；步驟四、當(dāng)偏心孔邊緣的應(yīng)力值大于目標(biāo)值時(shí)，調(diào)整建模中槽深H和槽寬L的值，之后重新通過(guò)有限元分析，得出偏心孔邊緣的應(yīng)力值，執(zhí)行步驟三；當(dāng)偏心孔邊緣的應(yīng)力值小于或等于目標(biāo)值時(shí)，結(jié)束槽深H和槽寬L的調(diào)整；步驟五、將倒圓角處應(yīng)力值與此時(shí)的偏心孔邊...

【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：薛云飛，葉新農(nóng)，田喜明，蔣學(xué)軍，李承彬，閻慶安，滕曉飛，董紅聯(lián)，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：西安航空動(dòng)力股份有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：陜西;61