1. 本选题研究的目的及意义
航空发动机叶片作为现代航空发动机的核心部件之一,其性能直接影响着发动机的推力、效率、可靠性和寿命。
叶片工作在高温、高压、高转速以及复杂交变载荷的极端恶劣环境下,承受着巨大的离心力、气动力、热载荷等多因素耦合作用,极易发生疲劳、蠕变、腐蚀等失效,甚至导致灾难性事故。
因此,对航空发动机叶片进行多工况建模与失效分析,对于提高叶片设计水平、优化发动机性能、保障飞行安全具有重要的理论意义和工程应用价值。
2. 本选题国内外研究状况综述
航空发动机叶片多工况建模与失效分析是航空发动机领域的一个重要研究方向,近年来得到了国内外学者的广泛关注。
1. 国内研究现状
国内学者在航空发动机叶片多工况建模与失效分析方面取得了一定的研究成果。
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
1. 主要内容
本研究的主要内容包括以下几个方面:
1.航空发动机叶片工作环境与失效机理分析:研究叶片在不同工况下的气动热力环境和载荷谱特征。
分析叶片常见的失效模式,包括疲劳、蠕变、腐蚀等,以及各种失效模式的宏观形貌和微观机制。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的研究方法。
首先,通过查阅国内外相关文献,了解航空发动机叶片多工况建模与失效分析的研究现状,掌握相关的理论基础和技术方法。
其次,利用有限元分析软件,建立航空发动机叶片的多工况模型,模拟叶片在不同工况下的力学行为和失效过程。
5. 研究的创新点
本研究的创新点在于:
1.构建一种考虑多因素耦合作用的航空发动机叶片多工况失效分析模型。
该模型将综合考虑气动热力载荷、材料非线性行为、疲劳-蠕变交互作用等因素,更加真实地模拟叶片在复杂服役环境下的失效过程。
2.提出一种基于多尺度损伤演化的叶片寿命预测方法。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
1.孙涛, 王永亮, 张方. 航空发动机涡轮叶片气热固耦合分析与寿命预测[J]. 航空动力学报, 2022, 37(9): 1857-1866.
2.张健, 刘占生, 王浩, 等. 基于多场耦合的航空发动机叶片热疲劳寿命预测[J]. 机械工程学报, 2021, 57(12): 21-31.
3.李强, 王卫东, 冯国泰, 等. 基于多物理场耦合的航空发动机叶片包边失效机理研究[J]. 推进技术, 2020, 41(7): 1607-1616.
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