渦輪增壓器動葉片數值仿真計算

早期渦輪增壓器動葉片的制造方法是將鍛造盤和鑄造葉片通過機械加工然后裝配在一起。這種制造方法周期長,成本高,裝配精度不易保證。為了降低葉輪的制造成本,20世紀60年代末出現了將葉片和輪盤連在一起整體鑄造的技術,當時主要用作地面渦輪增壓器葉輪。隨著鑄造工藝水平的提高,整鑄技術擴大應用到航空發動機上。目前1500kW以下的小型渦軸發動機廣泛采用軸向和徑向整體鑄造葉輪。這不僅降低了葉輪的制造成本,而且避免了榫頭裝配的應力。隨著鑄造技術和高溫合金材料 的飛速發展,人們已經可以獲得所期望的特定顯微 組織的整鑄葉輪。

渦輪增壓器動葉片數值仿真計算結果的正確與否以及精度的高低在很大程度上取決于有限元單元網格的質量。本文需要計算的是動葉可調增壓風機轉子的振動特性，所以簡化的原則是不能改變結構的振動特性、剛度特性以及其他不影響計算的結構特性。在我們現階段的研究中，并沒有考慮由葉片產生的Alford力對轉子軸系動力學特性的影響，而只是考慮了轉子的偏心和軸承力這2個因素，同時這里的葉片是變截面彎扭葉片，難于劃分規則的網格，從而會降低計算精度。在傳統的計算中，一般會按照葉片和輪盤的質量及轉動慣量，將其模化為一點，附加在轉子模型上進行求解，但這樣就無法反映出分布質量和分布轉動慣量對臨界轉速的影響，以及由輪盤和葉片產生的離心力對軸的剛度的影響。大量的計算實例證明，有限元三維實體模型將更貼近實際。