陈奕宏，李 维

(中国航发湖南动力机械研究所，湖南 株洲 412002)

0 引言

涡轮是将高温高压燃气中的能量转变为机械能的旋转机械，是燃气轮机的核心部件，其技术的先进程度直接与燃气轮机性能相关。叶尖泄漏流是叶轮机械转子中最普遍和有影响的流动现象之一，涡轮中大约三分之一的损失与叶尖泄漏流动有关[1]。叶尖小翼[2]作为一种能有效控制叶尖泄漏的方法，国内外学者对叶尖小翼也开展了诸多研究，以寻找利用叶尖小翼控制叶尖泄漏的最佳途径。但目前的研究主要集中在叶尖小翼结构的试验研究[3]和流场控制机理[4]研究，对叶尖小翼叶片的强度影响很少。

本文在设计点状态，对某型发动机燃气涡轮一级转子叶片添加叶尖压力面叶尖小翼、吸力面叶尖小翼、双侧叶尖小翼结构，并与原始叶片进行定常数值研究，对比分析了未造型的原始叶片和造型叶片的应力分布和位移变化，最后评估了叶尖小翼结构对叶片强度的影响。

1 研究对象与数值计算方法

1.1 研究对象

本文以某型发动机燃气涡轮一级转子作为研究对象，以叶片径向95%的位置作为造型起始点，对叶片叶顶部分进行周向造型，分别生成了压力面小翼、吸力面小翼、双侧小翼三种带叶尖小翼结构的叶片模型，小翼的宽度统一设置为2 mm，其中双侧小翼采用与压力面侧和吸力面侧小翼相同的结构拼接而成，各结构叶片如图1所示。

表1为不同叶尖结构叶片的重量变化，其中压力侧小翼由于长度不及压力面小翼，重量变化较小，双侧小翼相对于原始叶型重量增加了0.68%。……