摘要(Abstract)：
为了研究航空发动机薄壁旋转叶片在服役工况下的失效问题，利用SolidWorks软件建立整体叶盘的三维几何模型；基于旋转动力学理论与热弹性力学原理，利用ANSYS Workbench软件对热-结构耦合作用下的薄壁旋转叶片开展模态分析，获得其在不同转速条件下的振型与应力分布；将实际服役薄壁旋转叶片的损伤形貌与有限元分析结果进行对比，探讨薄壁旋转叶片的动力学响应特征及损伤演化机制。结果表明：在常温条件下，随着转速增大，薄壁旋转叶片各阶固有频率均呈现不同程度的增大趋势，当转速从500 rad/s增加至1 250 rad/s时，叶片叶根处的等效应力从61.836 MPa急剧增大至386.480 MPa,表明转速增加会引起显著的应力集中；当转速为1 250 rad/s时，引入热载荷后，薄壁旋转叶片第1阶固有频率相比离心力单独作用下的降幅约为9.3%,其他各阶固有频率的降幅均大于10%;在热-结构耦合作用下，薄壁旋转叶片的叶根处存在明显的应力集中现象，其叶尖与侧边会产生较大的变形，该应力和变形集中区域与实际服役薄壁旋转叶片的裂纹和损伤位置高度吻合。
关键词(KeyWords)：薄壁旋转叶片;热-结构耦合;离心力;有限元模型;模态分析
基金项目(Foundation):山东省重点研发计划项目(2024TSGC0851);; 山东省自然科学基金项目(ZR2021ME179)
作者(Author):王海,庄奇凯,盖克洲,李明俣,门秀花,马德明
DOI:10.13349/j.cnki.jdxbn.20260701.001
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