高压比离心压气机叶轮强度分析研究

周 进，谢卫红，王 毅

(1.中国航发南方工业有限公司，湖南 株洲 412002； 2.中南大学 航空航天学院，湖南 长沙 410083)

0 引言

由于离心压气机具有结构紧凑、压比高、可靠性高、制造方便、成本低廉、工艺性好及较宽的稳定工作裕度等优点，使其广泛用于航空石化等行业流体工质的增压装置，而叶轮是离心压气机最重要的工作元件之一，其可靠性的设计对整体燃气轮机的安全运行都有着重要的影响[1]，因此对叶轮在工作状态下的结构强度分析具有重大意义。

理论以及数值计算一直是对机械设备进行结构强度分析的主要方法，但是对于高压比离心压气机的叶轮来说，其结构复杂并且旋转速度较高，故用理论计算方法很难准确计算其结构强度，以往主要靠长期积累经验进行相应设计，而计算机技术的应用使得数值计算方法得到了进一步发展，当今利用计算机已经成为了研究人员对产品分析设计的重要手段。

目前，国内外有关离心压气机流场计算的文献较多，其主要针对叶轮的前缘形状、进口导叶[2]以及有叶扩压器的形状设计对离心压气机的气动性能的影响，但是对叶轮的结构强度计算较少，相关的结构可靠性文献发表也较少。本文基于大型CAE前处理程序ANSA，根据离心压气机结构设计方案，建立了可以准确描述

离心压气机叶盘结构特征和力学特征的有限元模型，结合离心压气机叶盘结构的载荷环境和约束条件，通过计算得到了线弹性范围内的静强度分析结果，并给出了相应的分析评价。……