[实用新型]一种低应力集中系数的轮盘开孔结构

说明书

技术领域

本发明涉及航空发动机转子动平衡领域，具体涉及一种低应力集中系数的轮盘开孔结构。

背景技术

图1为现有的轮盘通气孔结构基本是圆孔。该结构应力集中系数沿孔周向不变，而轮盘 离心力作用下一般是沿周向作用力较大，因此这种应力集中系数不变的圆孔结构不利于应力 优化和提高寿命。

图1为选取的60°的轮盘扇段，对旋转轮盘1进行数值仿真分析后，发现通气孔2孔边 应力集中很严重，轮盘2低周寿命较低，应力大的区域主要集中于通气孔2孔边上下沿(周 向应力所致)，如图1中A、B所示。圆孔结构的最大应力集中系数为2.3，

发明内容

所要解决的技术问题：航空发动机轮盘结构在高速旋转时，受到离心力的作用造成轮盘 孔边应力集中现象，严重降低了轮盘的寿命。

技术方案：本发明通过改变开孔的形式，将原有轮盘1上的圆形通气孔2的形状进行优 化，更改为椭圆形通气孔3，如图2所示，改变孔边应力集中系数的分布，降低孔边应力集 中，使孔边应力更加均匀，提高结构的疲劳寿命。

本结构椭圆型通气孔3长轴与孔心圆弧连线相切，短半轴与原始结构圆孔半径相等，长 短轴长度比根据轮盘具体结构以及孔的径向位置而定，既要保证椭圆型通气孔3孔边应力集 中系数的优化又要保证轮盘1孔位置的径向平均应力满足强度设计要求，因此椭圆孔长轴不 宜过长或过短，本结构长短轴比例为8：5时，椭圆孔最大应力集中系数为1.7，应力集中系 数减小26％，有利于提高轮盘的寿命。

具体提供一种低应力集中系数的轮盘开孔结构，所述的轮盘为航空发动机轮盘，在所述 的轮盘圆周面上均匀开有多个通气孔，所述的通气孔为椭圆孔，该椭圆孔的长轴与短轴的比 为8：5，椭圆孔最大应力集中系数为1.7。

有益效果：实现降低孔边应力集中，提高旋转件疲劳寿命。

附图说明

图1为航空发动机轮盘盘面示意图；

图2为现有技术的轮盘开孔示意图；

图3为本实用新型的轮盘开孔示意图；

其中：1—航空发动机轮盘、2—圆形通气孔、3—椭圆形通气孔。

具体实施方式

具体提供一种低应力集中系数的轮盘开孔结构，所述的轮盘为航空发动机轮盘1，在所 述的轮盘圆周面上均匀开有多个通气孔，所述的通气孔为椭圆孔3，该椭圆孔的长轴与短轴 的比为8：5，椭圆孔最大应力集中系数为1.7。

本发明可应用于航空发动机旋转轮盘结构设计中。