万江艳，周柏卓

（中航工业沈阳发动机设计研究所，沈阳 110015）

轮盘弹塑性盘破裂准则的建立及变厚度轮盘破裂转速预测

万江艳，周柏卓

（中航工业沈阳发动机设计研究所，沈阳 110015）

建立了与材料延伸率相关的轮盘弹塑性破裂准则。为了验证所提出破裂准则的正确性，采用非线性有限元对变厚度轮盘破裂试验件的破裂转速进行了预测，并与试验结果进行了对比。结果表明，二者吻合很好。

轮盘；破裂准则；破裂转速；材料非线性；非线性有限元法

0 引言

航空发动机推重比的提高，对发动机关键构件的强度设计提出了更高要求。在满足强度储备标准的前提下，要求尽量减轻各部件的质量。轮盘是发动机最关键的部件之一，美国对民用燃气涡轮发动机的统计表明，所有轮盘和绝大多数轮缘的破裂均属于非包容性故障,可导致灾难性后果。由于轮盘的破裂碎片打穿发动机机匣后，便可能切断油路或操纵系统，穿过油箱或座舱，造成飞机损坏、人员伤亡的严重后果。因此，精确预测轮盘的破裂转速十分重要。

目前，在工程上通常采用平均应力方法来计算轮盘破裂转速，即用轮盘平均周向、径向应力达到材料的拉伸强度时轮盘的转速作为计算的破裂转速。该方法简便，且对于均温理想塑性材料的对称等厚盘的计算精度很高，但对于硬化材料和非对称盘误差较大，对于复杂的结构或带轴颈结构，其计算结果不精确且很大程度依赖于设计者的经验。……