激波诱导可调向心涡轮叶片高周疲劳失效

摘要

对一种存在高周疲劳失效现象的导流叶片可调向心涡轮进行三维定常流场的数值模拟,并与试验结果进行对比,验证数值计算结果的有效性.通过三维非定常流场计算,确定激波和导流叶片叶尖间隙泄漏流所导致的转子叶片表面的压力波动特性.通过插值方法把非定常压力场加载到有限元计算的节点上,对涡轮转子叶片进行模态分析及静态应力分析,得到涡轮转子叶片应力水平及对称循环应力.分析表明,在导流叶片尾缘激波的诱导下,涡轮转子叶片前缘受到波动较大的压力场作用,并与叶片发生谐振,引发涡轮转子叶片的高周疲劳失效的可能性增大.