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航空發動機設計過程中，為了提高推重比，風扇輪盤、壓氣機輪盤、渦輪輪盤、加強密封盤等各輪盤往往設計的很輕，輪盤可能變得很薄，這不僅使輪盤本身易于振動，而且由于輪盤變薄，其剛度有時幾乎與葉片的剛度相近，從而使輪盤的振動對葉片的振動特性有較大的影響，并且會產生輪盤—葉片的耦合振動，這種振動有時能和非定常氣流相互作用，使得氣流中的能量誘發輪盤—葉片系統自激振動

航空發動機設計過程中，為了提高推重比，風扇輪盤、壓氣機輪盤、渦輪輪盤、加強密封盤等各輪盤往往設計的很輕，輪盤可能變得很薄，這不僅使輪盤本身易于振動，而且由于輪盤變薄，其剛度有時幾乎與葉片的剛度相近，從而使輪盤的振動對葉片的振動特性有較大的影響，并且會產生輪盤—葉片的耦合振動，這種振動有時能和非定常氣流相互作用，使得氣流中的能量誘發輪盤—葉片系統自激振動，從而導致大量葉片迅速破壞或多個榫頭或榫槽出現裂紋

四、機動飛行時產生的陀螺力矩 對于帶有風扇葉片的大直徑風扇盤，應考慮陀螺力矩對盤的彎曲應力和變形的影響。 五、葉片及盤振動時產生的動載荷 葉片及輪盤發生振動時在輪盤中產生的振動應力，應與靜應力疊加。

案例介紹了ANSYS workbench 葉片瞬態動力學分析。本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。 ?

本案例適合哪些人學習：1、學習型仿真工程師2、理工科院校學生你會得到什么：1、學習飛機葉片三維模型的處理2、學習模態分析步的建立3、學習模態分析的邊界條件的施加案例介紹：所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.案例介紹了ANSYS workbench 飛機葉片模態分析。

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在本例中，我們將研究無人機葉片在壓力載荷下的結構完整性。目標觀察無人機葉片在壓力載荷下的變形和應力。步驟1. 打開 Ansys Workbench，創建一個"靜態結構分析"系統。2. 定義材料屬性。從本示例提供的 .xml 文件中導入聚碳酸酯的屬性，此處使用該材料僅用于演示目的，但應使用適當的材料屬性。3.

案例概述? 顫振分析對于確定壓氣機/渦輪葉片安全工作范圍意義重大，Ansys Fluent 2022R1已具備葉片顫振(Blade Flutter)仿真功能? 本案例以Rotor67壓氣機葉片為例，介紹了基于Fluent進行葉片顫振分析的基本流程，包括：幾何前處理、網格劃分、計算設置、求解及后處理? 模態結果文件由Ansys Mechanical計算得到，具體可參考流體大本營葉片顫振相關仿真資料

，目前先進航空發動機透平進口燃氣溫度已超過1700K，為了保證葉片的安全性，需要布置大量冷卻結構以使葉片溫度處于合理范圍。

Poursaeid 等[5] 通過有限元分析軟件ANSYS 對葉片輪盤系統的動力學分析,得出葉片第一和第二固有頻率模式下的共振是導致葉片疲勞斷裂的主要原因。Duó 等[6] 采用有限元方法模擬了外物損傷整個過程,并將計算得到的殘余應力場分布與兩種實驗觀測結果進行了對比驗證。Salehnasab 等[7] 基于ABAQUS 和ZENCRACK 斷裂力學程序預測葉片疲勞裂紋擴展。

1.2.2 試驗方法及過程　　離心壓縮機的葉輪由輪盤、輪蓋和葉片等零件組成。本文選取某型離心壓縮機葉輪進行模態分析研究，該葉輪外徑400mm，內徑96mm，由10組長短葉片組成。采用軟繩將離心壓縮機葉輪懸掛后進行錘擊模態試驗，這樣可避免環境振動和支撐剛度對測試的影響，見圖3。 　　

右鍵單擊塔筒或葉片，選擇抑制固體區域，僅保留流體域。檢查流體域是否完全包裹風機，避免干涉。關閉幾何處理模塊。 流體計算前處理2. 網格劃分與命名選擇2.1 網格參數設置雙擊mesh進入網格劃分模塊，先進行全局網格控制，進入ANSYS Fluent Meshing模塊，設置全局最大尺寸為5000 mm。

“failed elements” 主要有：①破裂的輪盤或轉鼓環；②斷裂的葉片這兩種情形。圖2 渦輪盤非包容事故如果輪盤或轉鼓環等破裂，其碎塊甩出的質量和能量極大，再堅固的機匣也很難將其包容。圖2為某CF6280A發動機一級高壓渦輪盤破裂引起的非包容事故，發動機嚴重受損。為避免此種非包容事故的發生，要求輪盤和鼓環等有足夠的強度、疲勞壽命和可靠性，并采取有效的裂紋檢測手段。

這些合理簡化包括：由于葉片稠度很大，葉片彎角小，把葉片按等質量等慣量的原則，加到各自的輪盤上；計算模型包括與發電機軸聯接的半聯軸器；對輪盤太小的過渡圓角進行了必要的簡化；考慮了電磁軸承在轉子上的固定部分；考慮了軸向電磁軸承的推力盤；電磁軸承采用面支承方式等等。簡化后的計算模型如圖2所示。

Ansys TurboGrid采用參數化網格生成模板技術，針對軸流、離心、徑流等多種葉輪機械結構自動提供多種拓撲結構，并可根據葉片扭曲程度自動調整網格質量。

大多數參與渦輪機設計的熱工程師和機械工程師都采用通用多物理場仿真工具，如Ansys Mechanical結構有限元分析（FEA）軟件，以捕獲渦輪機中每個組件和總成的靜態、動態和振動行為。這包括對軸承、二次冷卻、轉子動力學、輪盤應力、葉片應力、耐用性和熱應力進行仿真。

（2）對葉輪部輪蓋、輪盤、葉片及軸盤簡化。在數值模擬過程中，需在葉輪各個部分進行初始條件，邊界條件加載，因此為方便后續過程中加載及分析方便將輪盤及葉片進行合理建模。 （3）葉輪出口處建立壓力測量環面（Measure）。