CFM56-7B发动机叶片振动模态分析.pdfVIP

JulY．20}】 中 国 民 航 飞 行 学 院 学 报 VO1．22NO．4 Journal of Civil Avimion Flight University of China CFM56—7B发动机叶片振动模态分析 李世林 (中国民航飞行学院航空工程学院 四川广汉 618307) 摘 要：以CFM56—7B发动机高压压气机第一级转子叶片为研究对象，讨论其模态分 析理论，采用 Pro／E建立实体模型，利用有限元软件 ANSYS进行模态分析。通过数字模拟结 果，分析其振动特性，讨论其在各工作点振动响应，从而为提高叶片动态特性，优化叶片检查 和维修技术提供依据。 关 键 词：航空发动机 模态分析 有限元 VibrationM odalAnalysisofCFM 56-7B EngineBlade LiShilin (AviationEngineeringInstituteofCivilAviationFlightUnive~ityofChina Guangh0J1 618307 Sichuan China) Abstract：ThefirststageofHPCbladeinCFM 56--7Bengineisadoptedfortheanalysisofmo．． daltheory．Thefull—scalemock—upisestablishedbyusingPro／E，andthemodalofbladeisanalyzed throughthefiniteelementsoftwareANSYS．W ithaninsightinspectionofthenumericalsimulation results，theauthoranalysesthefeaturesofthevibrationandthevibrationresponseateachbladeopera— tivepoint．Thethesisprovidesthetheoreticalfoundationforenhancingengineblade’Smotionstatus， optimizingbladechecksandmaintenancetechnologysuppo~s． Keywords：Aeroengine Modalanalysis Finiteelement 1引言 ．．．． 析 ，从而达到监测叶片健康状态的 目的。 )·． 叶片是航空发动机 中的重要~llfl：，一作时一 发动机叶片的叶根相对较厚，根部结构复 般承受较高的离心负荷、气动负荷 I振动交变负 杂，边缘较薄，扭 曲且长细，这些特点使得叶片 荷等作用力，很容易产生故障。据统计，振动故 不能做纯弯 曲利纯扭转振动，而是弯 曲和扭转振 障f·发动机总故障的 15％以上，而叶片振动故障 动。单只叶片 的振动主要有以下振 。 义 振‘动故障的 70％以上。叶片振动疲劳损伤是 弯曲振动：叶片的弯曲振动是N-I片各截面绕 航空发动机 中较为严重的问题 。为避免叶片振动 最小惯性轴发生弯 曲变形的振动 。一阶弯曲振动 故障的出现，需要在叶片的设计研制过程中 I维修 频率为所有振动频率中最低者 。发动机叶片比较 计划制定中应用有限元分析软什进行振动模态分 容易出现一阶弯 曲共振，也是最危险的。许多叶 析，分析叶片的 有频率、振型及振动应力分布。 片振动疲 断裂故障多为一阶弯 曲振动所造成。 模态是机械结构的 有振动特性，每一个模 扭转振动：叶片扭转振动是叶片绕着扭心线 态具有特定的 有频率 、阻尼 比 I模态振型 。这 扭转山现带有一