● 摘要
随着航空发动机设计水平的提高和更高的整体性能要求，航空发动机的涡轮前温度也在不断提高，因而需要更加先进复杂的冷却结构设计。因此本文结合了CFX流场分析和ANSYS结构分析软件，进行了涡轮冷却叶片流热耦合分析、应力应变计算、低循环疲劳寿命计算和寿命可靠性分析，并着重分析了不同冷却结构对叶片温度场和低循环疲劳寿命的影响。
本文在温度场的计算过程中，采用ANSYS Workbench软件集成UG建模、ICEM流场网格划分、CFX流热耦合分析等过程，大大缩短了分析时间，提高了计算效率，并对涡轮冷却叶片的真实工作环境进行了详细的模拟计算，得出了不同冷却结构模型的温度场分析结果。然后结合ANSYS进行了应力应变计算和低循环疲劳寿命计算。研究了气膜孔、扰流柱、肋壁等冷却结构对低循环疲劳寿命的影响。给出了不同冷却结构或者不同结构的组合方式对温度场、应力场以及可靠性寿命的影响程度大小。