輔助動力裝置（Auxiliary Power Unit，APU）是一臺為飛機提供氣源和軸功的小型燃氣渦輪發(fā)動機，離心葉輪是其壓氣機的核心部件。在適航標(biāo)準(zhǔn)中，對APU的振動和轉(zhuǎn)子部件的壽命限制確定做出了要求。但目前國內(nèi)對APU相關(guān)適航標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求缺乏系統(tǒng)性解讀，且對部分條款缺乏有效的適航審定手段，缺乏對APU離心葉輪疲勞壽命預(yù)測方法和可靠性分析方法。本項目基于某型號APU壓氣機的離心葉輪開展分析，旨在提出一種APU離心葉輪的可靠性分析方法，并進行壽命預(yù)測及優(yōu)化設(shè)計。

1.  基于有限元方法開展離心葉輪靜強度分析和振動特性分析，并進行試驗驗證。

2.  結(jié)合現(xiàn)有的多種疲勞壽命預(yù)測模型，提出針對APU離心葉輪的疲勞壽命預(yù)測方法。

3.  建立離心葉輪的參數(shù)化建模，結(jié)合適當(dāng)?shù)乃惴ê凸ぞ唛_展可靠性分析。

4.  進行離心葉輪的設(shè)計優(yōu)化，提升其性能。

1.  利用有限元方法獲取了離心葉輪模態(tài)特性，并進行了試驗驗證。引入了SAFE圖方法對離心葉輪危險模態(tài)進行了識別。

2.  結(jié)合壽命-應(yīng)變公式，Morrow能量法，修正WST模型等多種模型對APU離心葉輪進行疲勞壽命預(yù)測。提出了針對APU離心葉輪的壽命預(yù)測方法。

3.  提出了基于應(yīng)力對比的簡易高周疲勞失效判斷方法，及其相應(yīng)的功能函數(shù)。

4.  搭建了參數(shù)化建模(Hypermesh)-有限元仿真(Abaqus)-數(shù)學(xué)計算(Matlab)一體化平臺，實現(xiàn)離心葉輪失效概率自動計算。

5.  借助ANSYS對離心葉輪進行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化，降低了其工作狀態(tài)下的最大應(yīng)力。