涡轮转子接触应力分析：SIF计算与裂缝影响

云计算-涡轮转子接触应力分析及应力强度因子计算是一篇针对航空发动机内部涡轮转子结构的深入研究论文。该研究主要关注涡轮叶片和涡轮盘在实际运行中的性能和失效风险，特别是在承受复杂循环载荷下可能出现的疲劳破坏。论文的核心内容集中在以下几个方面： 1. **课题来源**：论文的灵感来源于航空发动机在飞行过程中的关键地位，特别是涡轮转子在发动机中的核心作用。由于频繁的起降和极端飞行条件，涡轮叶片和涡轮盘承受着巨大的离心力和冲击载荷，这可能导致疲劳裂纹的发展。 2. **应力分析**：研究者使用有限元方法（Finite Element Method, FEM）结合ANSYS软件，对涡轮转子的接触应力进行了详细的数值模拟。他们发现，随着孔洞的增大，接触应力强度因子（Stress Intensity Factor, SIF）显著增加。同时，没有孔洞时，裂纹可能形成中心裂纹，此时的SIF值相对较低。当孔洞较小时，SIF接近于径向裂纹长度加上孔洞半径的组合值。 3. **应力强度因子研究**：论文着重探讨了应力强度因子的变化规律，指出它在评估裂纹扩展风险方面的重要性。不同的孔洞尺寸和位置对SIF有显著影响，这对于预防和设计涡轮转子的抗疲劳性能至关重要。 4. **原创性和声明**：作者明确表示，论文是其独立完成的研究成果，未包含他人未经许可的成果，并遵循了中南大学关于学位论文使用的相关规定，包括保留、查阅、公布和送交的权限。 5. **安全问题**：涡轮叶片断裂的严重性体现在一旦发生，可能会导致整个发动机无法正常运行，因此，对涡轮转子的应力分析和强化设计对于保证航空安全具有重要意义。 总结来说，这篇论文深入分析了云计算技术在涡轮转子应力分析中的应用，特别是在评估和预测疲劳裂纹扩展风险方面，为航空发动机的设计和维护提供了科学依据。通过有限元模拟，研究人员揭示了孔洞大小、形状对涡轮转子安全性能的影响，为提高航空发动机的可靠性和使用寿命提供了理论支持。