航空发动机结构强度设计与分析

目录
丛书序
前言
第1章转子叶片强度
【学习要点】001
1.1概述001
1.1.1转子叶片受力分析002
1.1.2计算模型简化和坐标系002
1.1.3计算状态的选择003
1.1.4叶片截面的主要几何参数004
1.2离心拉伸应力计算005
1.2.1一般积分公式 005
1.2.2数值积分法006
1.2.3平均离心拉伸应力随截面积变化规律007
1.3弯曲应力计算010
1.3.1气体力弯矩010
1.3.2离心力弯矩 015
1.3.3弯矩的合成与罩量设计016
1.3.4弯曲应力020
1.4总应力与安全系数021
1.5影响叶片强度的因素022
1.5.1扭转应力的影响023
1.5.2热应力的影响023
1.5.3扭向的影响024
1.5.4蠕变的影响及叶片的伸长计算025
1.5.5柔性叶片弯曲变形的影响025
1.5.6叶冠的影响026
1.5.7其他因素的影响026
1.6榫头强度计算027
1.6.1燕尾形榫头027
1.6.2枞树形榫头029
【案例部分】032
【小结】034
【习题】034
附录叶片应力计算程序037
第2章轮盘强度
【学习要点】044
2.1概述044
2.2轮盘应力计算的基本公式及解法046
2.2.1基本假设046
2.2.2弹性力学方程组建立047
2.2.3弹性力学方程组的求解049
2.3等厚轮盘应力计算051
2.3.1等温实心等厚盘机械应力052
2.3.2等温空心等厚盘机械应力 053
2.3.3等厚盘热应力056
2.4复杂剖面轮盘应力常规计算方法——等厚圆环法060
2.4.1分段等厚圆环法的基本思路061
2.4.2等厚圆环法的运算公式062
2.5轮盘的安全系数066
2.6等强度盘型面设计069
2.7轮盘的一些专门问题072
2.7.1偏心孔边的应力集中072
2.7.2弹塑性轮盘的基本概念073
【案例部分】077
【小结】078
【习题】079
附录用等厚圆环法计算变厚度盘应力程序081
第3章叶片振动
【学习要点】085
3.1概述085
3.2等截面叶片(梁)的弯曲振动086
3.2.1梁弯曲振动微分方程086
3.2.2等截面悬臂梁的固有频率与振型089
3.2.3等截面双简支梁的固有频率与振型092
3.2.4等截面叶片弯曲振动固有频率影响因素093
3.3等截面叶片扭转及其他复杂振动094
3.3.1等截面叶片扭转振动094
3.3.2叶片复杂振动097
3.4变截面叶片弯曲振动的近似解法098
3.4.1渐近法098
3.4.2能量法103
3.5旋转叶片的弯曲振动105
3.6影响叶片自振频率的其他因素111
3.6.1温度的影响111
3.6.2叶片扭向的影响112
3.6.3支承盘刚度的影响113
3.6.4根部非固装情况的影响114
3.6.5叶片长厚比的影响115
3.7振动应力116
3.8激振力分析117
3.8.1尾流激振118
3.8.2旋转失速和随机激振121
3.9振动阻尼123
3.9.1气动阻尼123
3.9.2构造阻尼124
3.9.3材料阻尼124
3.10颤振126
3.11叶片振动故障的排除130
3.11.1叶片振动故障的判别130
3.11.2叶片振动故障排除及减振措施130
【案例部分】141
【小结】142
【习题】142
附录渐近法计算变截面叶片固有频率程序及示例144
第4章轮盘振动
【学习要点】150
4.1圆盘振动的形式150
4.2薄等厚圆盘的自振频率及振型152
4.3影响盘自振频率的因素156
4.3.1盘自振频率的4大主要影响因素156
4.3.2叶片对盘自振频率的影响156
4.3.3离心力的影响 157
4.3.4温度对轮盘自振频率的影响158
4.4动波158
4.4.1行波振动158
4.4.2驻波与临界转速160
4.4.3轮盘共振特性162
4.5盘振动的激振力163
【案例部分】164
【小结】164
【习题】165
第5章转子振动与平衡
【学习要点】166
5.1概述166
5.2转子临界转速的基本特性167
5.3轴质量对于临界转速的影响170
5.4陀螺力矩的影响173
5.4.1转子陀螺力矩公式173
5.4.2考虑陀螺力矩影响时临界转速计算的柔度系数法177
5.4.3考虑陀螺力矩影响时临界转速计算的刚度系数法179
5.5支承弹性及质量的影响185
5.5.1支承弹性的影响185
5.5.2支承质量及弹性影响的动刚度法分析189
5.6阻尼的影响197
5.7其他影响临界转速的因素201
5.7.1轴向力的影响201
5.7.2扭矩的影响202
5.7.3非圆截面轴的影响202
5.7.4盘及叶片柔性的影响205
5.7.5连接构造的影响205
5.8多盘转子的临界转速计算206
5.8.1分解法（顿克公式的推广）206
5.8.2能量法(瑞利法)207
5.8.3传递矩阵法208
5.8.4复杂转子系统临界转速计算的子结构传递矩阵法216
5.9整机振动介绍222
5.9.1振源与静子的振动特性222
5.9.2频谱分析224
5.10发动机转子平衡225
5.10.1转子不平衡的形式225
5.10.2保证发动机转子平衡性的方法228
5.10.3刚性转子与柔性转子的平衡230
5.10.4不平衡度的选择231
5.11转子减振设计方法232
5.11.1刚性转子临界转速设计方法232
5.11.2柔性转子临界转速设计方法233
5.11.3转子支点加装阻尼器及挠度限制器235
5.11.4支承刚性非线性设计235
5.11.5改善转子的平衡设计236
【案例部分】236
【小结】236
【习题】238
附录计算转子临界转速的传递矩阵法程序240
第6章航空发动机零件的疲劳强度与寿命
【学习要点】248
6.1概述248
6.2疲劳研究的基础250
6.2.1疲劳和疲劳寿命250
6.2.2疲劳载荷谱252
6.2.3金属材料的常用疲劳寿命模型257
6.2.4Miner线性累计损伤理论267
6.2.5载荷谱雨流计数268
6.3发动机零件的疲劳强度和寿命270
6.3.1发动机零件疲劳寿命估算方法270
6.3.2构件安全寿命与可靠度278
6.4算例280
6.4.1压气机叶片的寿命预测280
6.4.2某高压一级涡轮盘的寿命预测283
6.4.3某高压涡轮轴的高低周复合疲劳寿命评估284
【案例部分】286
【小结】288
【习题】289参考文献291