刘杰，郑宁，徐朋飞

（中国航空工业集团公司 沈阳发动机设计研究所，沈阳 110015）

0 引言

在叶轮机械中，风扇、压气机作为发动机的重要部件，减轻其重量对提高发动机推重比有着极其重要的工程意义。在20 世纪80 年代中期，为减轻发动机结构重量，在转子叶片结构设计中提出了一种新的结构形式：将工作叶片和轮盘做成一体省去了连接用的榫头和榫槽并采用比重较轻的材料［1-2］。整体叶盘结构与传统结构相比具有无连接结构、无榫槽热阻、较小的榫槽损伤和断裂潜在故障等优势［3］。整体叶盘结构复杂，加工精度高，叶片形状复杂［4］，其制造工艺和维修的复杂性是目前影响其广泛应用和推广的两大因素，但随着加工工艺、材料和制造水平的不断提高，整体叶盘结构将来必然会用于推重比15～20 的航空发动机上，成为高性能航空发动机设计的发展方向之一［5－6］。

在工作过程中，叶轮机械的叶片承受气动力、非均匀温度分布和离心力的作用，会产生一定的变形，而这种变形会随转速和负载变化而发生改变，这会使得叶片内的流动和设计工况有一定差别，特别对跨声速风扇，叶片变形可能会影响叶尖间隙、气流角等，从而偏离其最佳设计点，进而影响风扇的性能和寿命［7］。国外对叶片弹性变形工作开展得较早，如Wilson 等［8］采用非线性模型研究了风扇叶片的弹性变形对风扇性能的影响，以及叶片安装角变化对叶片在工作状态下几何形状的影响。本文分析了整体叶盘结构不同于传统整体叶盘结构叶片的结构应力特征，并对整体叶盘结构叶片的弹性特点和影响进行了分析，进而为整体叶盘结构的应用提供一定的技术支持。……