粒子分离器涡流叶片外物撞击试验与分析

摘要

粒子分离器是直升机上用来对发动机进行进气净化和防护的一种专门装置，外来物的撞击会对粒子分离器的涡流叶片造成损伤，影响粒子分离器的分离效率，从而对发动机安全带来影响。因此，了解外物对涡流叶片的损伤规律，通过试验和计算手段来分析叶片变形、产生裂纹或缺损的大小和程度，提出一套涡流叶片抗外物损伤能力的评估方法，对于粒子分离器的抗外物损伤设计是非常有必要的。 本文介绍了对粒子分离器涡流叶片进行外物撞击试验的内容和方法，采用超动态应变仪对外物撞击试验进行了测量，获得了涡流叶片不同外物撞击下的应变－时间历程，采用三坐标法测量了外物撞击后涡流叶片的残余变形，并采用高速摄影仪对外物撞击涡流叶片的全过程进行了拍摄。在粒子分离器涡流叶片外物撞击试验的基础上，运用ANSYS/LS－DYNA 有限元软件对撞击过程进行了数值计算，对计算结果进行了分析；并对计算结果和试验结果进行了比较，两种结果吻合较好。 本文开展的对粒子分离器涡流叶片的外物撞击试验和数值计算，在国内属首次进行。在本次研究工作中建立的涡流叶片外物撞击瞬态响应分析系统，可供涡流叶片抗外物损伤设计时应用。