一种低应力集中系数的轮盘开孔结构的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及航空发动机转子动平衡领域，具体涉及一种低应力集中系数的轮盘开孔结构。
【背景技术】
[0002]图1为现有的轮盘通气孔结构基本是圆孔。该结构应力集中系数沿孔周向不变，而轮盘离心力作用下一般是沿周向作用力较大，因此这种应力集中系数不变的圆孔结构不利于应力优化和提尚寿命。
[0003]图1为选取的60°的轮盘扇段，对旋转轮盘I进行数值仿真分析后，发现通气孔2孔边应力集中很严重，轮盘2低周寿命较低，应力大的区域主要集中于通气孔2孔边上下沿(周向应力所致)，如图1中A、B所示。圆孔结构的最大应力集中系数为2.3，
【发明内容】
[0004]所要解决的技术问题:航空发动机轮盘结构在高速旋转时，受到离心力的作用造成轮盘孔边应力集中现象，严重降低了轮盘的寿命。
[0005]技术方案:本发明通过改变开孔的形式，将原有轮盘I上的圆形通气孔2的形状进行优化，更改为椭圆形通气孔3，如图2所示，改变孔边应力集中系数的分布，降低孔边应力集中，使孔边应力更加均匀，提高结构的疲劳寿命。
[0006]本结构椭圆型通气孔3长轴与孔心圆弧连线相切，短半轴与原始结构圆孔半径相等，长短轴长度比根据轮盘具体结构以及孔的径向位置而定，既要保证椭圆型通气孔3孔边应力集中系数的优化又要保证轮盘I孔位置的径向平均应力满足强度设计要求，因此椭圆孔长轴不宜过长或过短，本结构长短轴比例为8:5时，椭圆孔最大应力集中系数为1.7，应力集中系数减小26%，有利于提尚轮盘的寿命。
[0007]具体提供一种低应力集中系数的轮盘开孔结构，所述的轮盘为航空发动机轮盘，在所述的轮盘圆周面上均匀开有多个通气孔，所述的通气孔为椭圆孔，该椭圆孔的长轴与短轴的比为8:5，椭圆孔最大应力集中系数为1.7。
[0008]有益效果:实现降低孔边应力集中，提高旋转件疲劳寿命。
【附图说明】
[0009]图1为航空发动机轮盘盘面示意图；
[00?0]图2为现有技术的轮盘开孔不意图；
[0011]图3为本实用新型的轮盘开孔示意图；
[0012]其中:I一航空发动机轮盘、2—圆形通气孔、3—椭圆形通气孔。
【具体实施方式】
[0013]具体提供一种低应力集中系数的轮盘开孔结构，所述的轮盘为航空发动机轮盘I，在所述的轮盘圆周面上均匀开有多个通气孔，所述的通气孔为椭圆孔3，该椭圆孔的长轴与短轴的比为8:5，椭圆孔最大应力集中系数为1.7。
[0014]本发明可应用于航空发动机旋转轮盘结构设计中。
【主权项】
1.一种低应力集中系数的轮盘开孔结构，所述的轮盘为航空发动机轮盘，其特征在于:在所述的轮盘圆周面上均匀开有多个通气孔，所述的通气孔为椭圆孔，该椭圆孔的长轴与短轴的比为8:5，椭圆孔最大应力集中系数为1.7。
【专利摘要】本实用新型涉及航空发动机转子动平衡领域，具体涉及一种降低应力集中系数的轮盘开孔结构。航空发动机轮盘结构在高速旋转时，受到离心力的作用造成轮盘孔边应力集中现象，严重降低了轮盘的寿命。实现降低孔边应力集中，提高旋转件疲劳寿命。
【IPC分类】F01D5/02
【公开号】CN205277505
【申请号】CN201521036486
【发明人】陈官峰, 王春健, 王梅, 何云, 吴绵绵, 吴光耀
【申请人】中国燃气涡轮研究院
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年12月14日