离心预应力下发动机风扇流固耦合及模态分析

摘要

发动机风扇是转速较高的旋转构件,并吸引气流快速流动.依据风扇性能试验方法进行流体力学计算,获取气流作用于风扇上的风压力;利用有限元计算方法风扇在3 000 r/min转速下离心力的应力,然后将风压及离心力引起的预应力导入模态计算来获取最终的预应力模态值.为了进行对比,以风扇离心预应力和流体耦合为影响因子,组合3种方案进行计算.结果表明:旋转状态下的风扇模态与流固耦合下的旋转风扇模态相对于静止状态的风扇发生变化,考虑离心力及风压的模态分析相对更接近于实际工况,最大误差为9％,最小误差不足1％,具有工程应用价值.