[发明专利]一种风扇盘榫槽低循环疲劳寿命模拟件

说明书

本申请属于发动机强度设计领域，为一种风扇盘榫槽低循环疲劳寿命模拟件，包括模拟盘、上配重块和下配重块；模拟盘的横截面为矩形结构，模拟盘的上下两侧均开设有榫槽，上配重块与模拟盘上部的榫槽相配合，下配重块与模拟盘下部的榫槽相配合；上配重块和下配重块均有多个并沿着模拟盘的长度方向均匀间隔设置；在进行试验的过程中，不需要使用风扇盘、增压级鼓筒等大质量设备和专门的试验设备，即可直接完成疲劳寿命试验，大幅降低了试验件材料成本；由于对上配重块和下配重块施加的是拉伸载荷，在结构特征相同的前提下，使用较低载荷即可达到与工作状态相同的应力水平，缩短试验周期，大幅降低了燃料动力及人工费用。

技术领域

本申请属于发动机强度设计领域，特别涉及一种风扇盘榫槽低循环疲劳寿命模拟件。

背景技术

在大涵道比涡扇发动机中，因需带动超大尺寸的风扇叶片旋转，风扇盘的结构往往比较粗壮，单个风扇叶片的离心载荷可到60余吨，导致轮盘槽底应力偏高，低循环疲劳寿命则偏低，而大涵道比涡扇发动机寿命要求又偏高，约是普通发动机的10倍。受特殊结构及承力特征等的影响，轮盘榫槽通常为整个风扇转子中低循环疲劳寿命薄弱部位。为保证盘榫连接结构在全寿命期内安全可靠的工作，必须对其进行低循环疲劳寿命考核试验，以保证其具有足够的低循环疲劳寿命。

通常风扇盘的低循环疲劳寿命考核验证是通过整个风扇转子的低循环疲劳试验完成的。需使用专门的试验器；又因风扇转子质量大、转动惯量大，低循环疲劳试验中升降转时间较长，加之超长的寿命要求，常常需要进行长达数月的试验，所需燃料动力及人工费用超高。

如图1所示，现有试验方案中，在整个风扇增压级转子上进行风扇盘榫槽结构的低循环疲劳寿命考核，需使用风扇盘、增压级鼓筒、连接螺母、风扇转子叶片或代替叶片的配重块、增压级转子叶片或代替叶片的配重块、转接段、试验器轴以及支撑轴承等发动机结构件以及专用转子旋转试验器等，耗资巨大。

现有试验方案中，每次试验只能考核验证一种榫槽结构的疲劳寿命，试验子样数少、周期长、效率低，且无法及时对优化改进结构进行验证；亦无法进行多个应力等级下的低循环疲劳寿命极限的研究，不利于数据积累形成数据库，不能有效地对新设结构提供技术指导。

面对超长使用寿命需求以及榫槽部位寿命分散性较大的事实，急需结构简单、用料节省的风扇盘榫槽结构模拟件和对应的高效可靠的低循环寿命试验方法。

发明内容

本申请的目的是提供了一种风扇盘榫槽低循环疲劳寿命模拟件，以解决现有技术中进行风扇盘的低循环疲劳试验寿命考核时，结构重量大、寿命要求高的问题。

本申请的技术方案是：一种风扇盘榫槽低循环疲劳寿命模拟件，包括模拟盘、上配重块和下配重块；所述模拟盘的横截面为矩形结构，所述模拟盘的上下两段均开设有榫槽，所述上配重块与模拟盘上部的榫槽相配合，所述下配重块与模拟盘下部的榫槽相配合；所述上配重块和下配重块均有多个并沿着模拟盘的长度方向均匀间隔设置；所述上配重块和下配重块均承受拉伸载荷。

优选地，所述模拟盘的上下两侧的榫槽均交错排布，所述上配重块与下配重块交错排布。

优选地，所述模拟盘的上下两侧的榫槽对称设置，所述上配重块与下配重块对称设置。

优选地，所述模拟盘内不同榫槽的槽底结构不同。

本申请的一种风扇盘榫槽低循环疲劳寿命模拟件，包括模拟盘、上配重块和下配重块；模拟盘的横截面为矩形结构，模拟盘的上下两侧均开设有榫槽，上配重块与模拟盘上部的榫槽相配合，下配重块与模拟盘下部的榫槽相配合；上配重块和下配重块均有多个并沿着模拟盘的长度方向均匀间隔设置；在进行试验的过程中，不需要使用风扇盘、增压级鼓筒等大质量设备和专门的试验设备，即可直接完成疲劳寿命试验，大幅降低了试验件材料成本；由于对上配重块和下配重块施加的是拉伸载荷，在结构特征相同的前提下，使用较低载荷即可达到与工作状态相同的应力水平，缩短试验周期，大幅降低了燃料动力及人工费用。

附图说明