题目：某型发动机涡轮导向叶片应力分析与设计改进

涡轮导向叶片是航空发动机上十分重要的零部件，其工作在高温、高压的环境中，主要承受高温燃气的气动载荷和温度载荷。由于涡轮导向叶片长期在十分恶劣的环境中，加上其他原因的影响，涡轮导向叶片经常出现裂纹、变形等故障。本文针对某型发动机第2级导向叶片裂纹故障，采用有限元分析软件ANSYS对第2级导向叶片应力进行模拟仿真计算。首先开展了第2级涡轮导向器的气动计算，得到了第2级导向叶片在正常条件下和高温条件下的温度分布和气动载荷。在此基础上，把温度载荷和气动载荷加载到第2级导向叶片结构分析中，分别计算了两种温度条件（局部高温和正常温度）下第2级导向叶片的应力；对两种不同温度条件下的计算结果进行比较发现：在高温条件下，叶片排气边中部温度提高59K，应力增大85MPa，应力增大幅度56%，寿命由27960小时降低约为560小时。其次，为进一步了解不同的装配关系对导向叶片应力的影响，分别计算了4种可能在工作中出现的配合情况下的第2级导向叶片应力进行了计算，结果发现导向叶片下缘板前凸边(2处)与内机匣的配合使裂纹位置应力增大，叶片下缘板后凸边(3处)与内机匣的配合使裂纹位置应力减小；其中3处配合对裂纹位置应力影响更大。最后，通过对比分析第2级涡轮导向叶片在各种载荷作用下、不同装配尺寸下的应力计算结果，确定了第2级导向叶片的故障原因，并提出了改进意见。