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申请/专利权人：北京航空航天大学

摘要：本发明涉及一种航空发动机涡轮盘榫接结构微动疲劳模拟件设计方法，步骤为：1基于外场服役、试车试验或有限元仿真确定涡轮盘榫接结构危险齿，获得危险齿上的最大滑移距离和通过危险点垂直接触面的最危险路径上的等效应力分布；2针对榫接结构危险齿，提取几何形状关键尺寸参数；3以楔形块为基本构型，在保证危险部位几何关键尺寸一致的条件下，获得模拟件初始几何形状；4在考核榫槽顶部两侧设置圆弧形变刚度结构，开展变刚度结构参数的敏感度分析，调整最大滑移距离最敏感的参数，保证榫齿接触面上的最大滑移距离与真实结构一致，再调整等效应力梯度敏感而最大滑移距离不敏感的参数，保证等效应力分布在临界距离范围内一致。

主权项：1.一种航空发动机涡轮盘榫接结构微动疲劳模拟件设计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：基于外场服役、试车试验或有限元仿真确定涡轮盘榫接结构的危险齿，获得所述危险齿上的最大滑移距离和所述危险齿垂直接触面的最危险路径上的等效应力分布；步骤2：针对榫接结构的所述危险齿，提取几何形状关键尺寸参数；步骤3：以楔形块为基本构型，在保证所述危险齿的几何关键尺寸参数一致的条件下，获得模拟件的初始几何形状；步骤4：在所述模拟件的榫槽顶部两侧设置圆弧形变刚度结构，开展最大滑移距离和等效应力分布梯度对圆弧形变刚度结构的参数的敏感度分析，调整最大滑移距离最敏感的参数，保证榫齿的接触面上的最大滑移距离与所述步骤1中获得的真实结构一致，再调整等效应力分布梯度敏感而最大滑移距离不敏感的参数，进而保证等效应力分布在临界距离内的最大误差在一定范围内；所述步骤1中，所述最危险路径上的等效应力分布需要控制单元尺寸以保证所述等效应力分布的有限元计算精度，在所述临界距离内包含的单元积分点不少于10个；所述步骤2中，所述几何形状关键尺寸参数为榫头和榫槽的压力角、齿形角、齿底倒圆、齿顶倒圆和接触宽度；所述步骤3中，所述楔形块为单齿模拟件的外部轮廓形状，为了实现稳定夹持和方便拆装，根据仿真模拟和试验经验，楔形夹持面与加载轴线的夹角为20°；所述步骤4中，所述圆弧形变刚度结构具有3个可调节尺寸，分别为圆弧半径R、可调节深度H和可调节宽度W；所述步骤4中，在所述最大误差在一定范围内的要求下，根据寿命模型计算出的所述模拟件的寿命与真实结构的寿命误差在1.5倍分散带以内。

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