热能动力工程

作者：周渝航，林 枫，侯隆安，孙景国

单位：船舶与海洋工程动力系统国家工程实验室，黑龙江 哈尔滨 150078；中国船舶集团有限公司第七○三研究所，黑龙江 哈尔滨 150078,,船舶与海洋工程动力系统国家工程实验室，黑龙江 哈尔滨 150078；中国船舶集团有限公司第七○三研究所，黑龙江 哈尔滨 150078,,船舶与海洋工程动力系统国家工程实验室，黑龙江 哈尔滨 150078；中国船舶集团有限公司第七○三研究所，黑龙江 哈尔滨 150078,,船舶与海洋工程动力系统国家工程实验室，黑龙江 哈尔滨 150078；中国船舶集团有限公司第七○三研究所，黑龙江 哈尔滨 150078,

关键词：单晶涡轮叶片;结构强度;持久寿命;结构优化;振动

基金：国家科技重大专项（J2019Ⅲ00120055）

为提高某型燃气轮机的工作可靠性，对单晶涡轮叶片进行了强度分析与结构优化设计。采用第四强度理论，考虑了晶体取向、温度载荷、气动载荷和转速的影响，得到叶片的应力分布、典型截面的强度储备系数；根据诺顿蠕变方程计算关键节点的持久寿命；基于分析结果对叶片局部结构进行优化改进，将叶片质心向叶背侧偏移，调整进气前缘气膜孔的排列方式，并对新结构进行强度复算。结果表明：优化后的叶片静强度符合设计要求，消除了局部结构处的应力集中现象，叶身结构强度储备系数高于1.3，叶身两侧应力分布更加均匀，叶片在设计转速10%裕度范围内无共振现象发生。

来源：2023年第11期

《热能动力工程》期刊编辑部

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