基于光纖光柵測量的旋轉(zhuǎn)葉片應(yīng)力應(yīng)變分析與實驗研究.pdf

1、本文主要通過對風(fēng)扇葉片進行CAD逆向建模，然后將得到的模型導(dǎo)入有限元分析軟件進行應(yīng)力應(yīng)變、裂紋擴展以及疲勞壽命的分析以及風(fēng)扇葉片光柵測試的方法對葉片高速運轉(zhuǎn)時的應(yīng)力分布和疲勞特性進行研究。CAD逆向建模以實物測量圖像數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過把測量數(shù)據(jù)輸入Pro/e進行重新造型，從而在CAD平臺中還原“實物原貌”（再現(xiàn)實物的零件模型）。然后把Pro/e中生成的零件模型輸入ANSYS，并嚴(yán)格按照葉片旋轉(zhuǎn)時的邊界條件對其進行應(yīng)力應(yīng)變、裂紋擴展以及疲勞

2、壽命的分析。由此可以從理論上得到葉片的應(yīng)力分布狀況和疲勞裂紋易產(chǎn)生的部位，為下一步的光柵測試實驗、光柵傳感器的布置以及以后的優(yōu)化設(shè)計提供了理論參考。 首先，簡要介紹了風(fēng)扇葉片的主要研究方法以及課題的背景及其研究意義。 其次，簡單介紹了論文工作必須的有限元分析的理論知識和疲勞壽命分析的理論方法如名義應(yīng)力法、局部應(yīng)力應(yīng)變法等，以及裂紋擴展的斷裂力學(xué)的相關(guān)理論如YU裂紋模型。 再者，對葉片進行逆向建模，并將其導(dǎo)入ANS

3、YS進行了應(yīng)力應(yīng)變、疲勞壽命、裂紋擴展的分析；并依據(jù)分析結(jié)果畫出葉片的疲勞壽命曲線S—N、裂紋擴展率與應(yīng)力曲線da/dn—S曲線等。同時也進行實驗研究，利用光柵傳感器進行分布式測量，分析葉片在高速旋轉(zhuǎn)時的應(yīng)力大小、疲勞壽命。 最后，將有限元分析的結(jié)果與實驗測量的數(shù)據(jù)進行對比，從而確定葉片的危險部位，同時也證明了光柵測量旋轉(zhuǎn)葉片應(yīng)力應(yīng)變的可靠性。 通過光柵測試實驗得到了葉片在實際運轉(zhuǎn)情況下應(yīng)力大小、裂紋擴展下的應(yīng)力分布以及