● 摘要
风扇叶片是涡扇发动机最具代表性的重要零件,涡扇发动机的性能与它的发展密切相关。本文对航空发动机宽弦空心风扇叶片的几个方面进行了较为深入的研究。在研究内容上，作者主要是进行宽弦空心叶片的网格划分以及动力特性研究，包括研究宽弦空心叶片振动模态特性和脉冲激励下的瞬态响应。这为风扇叶片在气动力作用下的响应特性和疲劳损伤问题奠定基础，以及对工程实践中叶片事故分析和设计安全性评估均有一定参考价值。在研究技术上，作者利用HyperMesh软件进行风扇叶片和流体的网格划分，然后通过ANSYS软件，计算出叶片的模态特性和脉冲激励下的瞬态响应特性。在进行以上计算时，可以得到以下一些结论：（1）叶片在受到脉冲激励时的变形响应以绕旋转轴的弯曲振动为主，接近叶片的一阶模态变形，其中以叶片叶尖前缘变形位移最大。（2）随着叶片转速的增加，叶片响应的振动周期和幅值都随之减小，振动速度和加速度也随之减弱。（3）所有应力集中均发生在叶片表面，应力值由表面向内部逐渐减小。内部芯板虽然厚度较薄，但分布应力值均较小，不易发生破坏。（4）叶片绕旋转轴的弯曲振动变形规律以及叶片空心加芯板的结构决定了叶片应力集中发生在内含芯板的叶盆中心某处。通过本课题的研究，为大涵道比涡扇发动机宽弦空心风扇叶片的气动、结构、强度寿命分析提供技术基础。