离心压气机叶轮多场载荷与应力分析

来源：车用发动机杂志2021年第2期北京时间：

作者：董洪祯，张虹，洪舟振森，吴新涛

单位：1.北京理工大学机械与车辆学院，北京100081；2.中国北方发动机研究所柴油机增压技术重点实验室，天津300400

摘要：建立了流固耦合计算模型，研究了离心压气机叶轮的离心载荷、热载荷、气动载荷及相应的应力。针对有蜗壳的整周离心压气机模型，采用单向稳态流固耦合的方法，分析了气动载荷、热载荷和相应的应力在周向上的不均匀性,讨论了柱坐标系下叶轮各部位主要的应力分量以及应力形成机理，定量分析了各场应力的占比，最后对比了多工况下各场应力比例关系。结果表明：气动载荷及应力在周向上的不均匀性较大，压力面正对蜗舌的叶片气动应力较大，且沿逆旋转方向叶片的气动应力不断减小；不同载荷作用下，叶轮各部位的主要应力分量有所不同；不同工况下，各场应力占比基本一致，离心应力均占据主导地位，其次为热应力，气动载荷的影响最小。

关键词：离心压气机；流固耦合；多场载荷；应力分析