发动机转动部件的应力分析和强度设计PDF电子书下载

第1章 工程结构计算分析基础 1

1.1 相关知识 1

1.2 三维有限元平衡方程的建立 1

1.2.1 三维立体单元的形状函数 2

1.2.2 建立几何关系和物理关系 3

1.2.3 用虚功原理建立有限元平衡方程 7

1.2.4 结构的总体平衡方程和总体刚度矩阵 10

1.2.5 三维单元正交各向异性材料的本构关系和刚度矩阵 11

1.2.6 层合板复合材料的本构关系和刚度矩阵 18

1.3 有限元的求解方法 22

1.4 有限元计算模型的简化、边界条件的选取、单元的选择和划分 23

1.4.1 模型的简化 23

1.4.2 边界条件的选取 24

1.4.3 单元划分 24

1.5 结构分析相关材料知识 25

1.5.1 金属材料的拉伸应力-应变曲线 25

1.5.2 金属材料性能数据的测试和使用 26

1.6 结构分析准则和评定标准 27

1.6.1 当前的强度分析准则 27

1.6.2 结构分析评定标准（包含材料标准和载荷标准） 29

第2章 ANSYS程序力学分析的使用介绍 31

2.1 ANSYS程序的启动和退出 31

2.2 ANSYS程序图形用户界面 31

2.3 ANSYS程序的坐标系和工作平面 32

2.4 ANSYS程序的常用单元类型 33

2.4.1 质量单元、弹簧单元和刚体单元 33

2.4.2 一维线单元 34

2.4.3 二维平面单元（包括壳单元） 36

2.4.4 三维体单元 37

2.5 ANSYS程序的主要菜单路径及其对话框 38

2.5.1 前处理中的主要菜单路径及其对话框 38

2.5.2 加载、求解中的主要菜单路径及其对话框 45

2.5.3 通用后处理中的主要菜单路径及其对话框 47

2.5.4 时间历程后处理中的菜单路径及其对话框 50

2.6 ANSYS程序主要菜单的中文解释 51

2.7 ANSYA程序例题 57

2.7.1 线单元例题 57

2.7.2 面单元例题：圆柱壳的屈曲分析 67

2.7.3 体单元例题：齿轮的接触分析 79

第3章 介绍两个专用程序 91

3.1 叶片强度设计计算程序 91

3.1.1 程序使用说明 91

3.1.2 输入数据标识符 91

3.1.3 输出数据标识符 94

3.1.4 主程序和子程序功能 96

3.1.5 主程序和子程序框图 97

3.1.6 计算例题（第一级压气机叶片设计计算） 106

3.2 叶片低循环疲劳寿命计算程序 113

3.2.1 程序使用说明 113

3.2.2 文件及其存放内容 113

3.2.3 输入数据和输出数据的标识符 113

3.2.4 主程序和子程序 116

3.2.5 计算例题 117

第4章 轴流压气机叶片强度计算 121

4.1 相关知识介绍 121

4.1.1 叶片的强度设计计算采用的方法和内容 121

4.1.2 叶片强度计算步骤和目的 121

4.2 叶片强度设计计算 122

4.2.1 原始数据 122

4.2.2 计算方法和计算程序 129

4.2.3 计算结果 132

4.2.4 结果分析及结论 135

4.2.5 叶片加工图的图样设计与绘制 135

4.2.6 叶片罩量位置计算 138

4.3 叶片变形和应力计算 139

4.3.1 原始数据 140

4.3.2 计算方法和计算程序 145

4.3.3 操作过程 145

4.3.4 计算结果 148

4.3.5 结果分析及结论 150

4.4 叶片模态计算和振动监控 150

4.4.1 叶片模态计算 150

4.4.2 叶片振动监控 155

第5章 离心压气机叶轮强度计算 158

5.1 相关知识介绍 158

5.2 循环对称模型和整体模型叶轮变形和应力计算 158

5.2.1 原始数据 158

5.2.2 计算方法和计算程序 161

5.2.3 操作过程和操作命令 161

5.2.4 加载求解 165

5.2.5 后处理显示结果 165

5.2.6 计算结果 166

5.2.7 结果分析及结论 168

5.3 离心叶轮模态计算 169

5.3.1 离心叶轮模态计算原始数据 169

5.3.2 离心叶轮模态计算设置 170

5.3.3 离心叶轮模态计算结果 170

5.3.4 分析与结论 173

第6章 轮盘、鼓筒和轴颈强度计算 174

6.1 相关知识介绍 174

6.1.1 计算模型的简化 174

6.1.2 边界条件的选取 174

6.2 单盘结构强度计算 175

6.2.1 自由盘变形和应力计算 175

6.2.2 考虑配合条件下单盘变形和应力计算 178

6.3 盘鼓组合结构轮盘强度计算 184

6.3.1 平面轴对称模型轮盘变形和应力计算 184

6.3.2 循环对称模型轮盘变形和应力计算 188

6.4 前轴颈的变形和应力计算 193

6.4.1 由配合关系获得前轴颈初始边界条件 194

6.4.2 前轴颈的变形和应力计算 195

第7章 整体转子变形、临界转速计算 200

7.1 相关知识介绍 200

7.2 压气机转子变形计算 201

7.2.1 原始数据 201

7.2.2 计算方法和计算程序 207

7.2.3 操作过程 207

7.2.4 计算结果 207

7.2.5 结果分析及结论 209

7.3 整体转子临界转速计算 210

7.3.1 原始数据 210

7.3.2 计算方法和计算程序 213

7.3.3 操作过程 213

7.3.4 计算结果 214

7.3.5 转子的坎贝尔图和临界转速 215

7.3.6 结果分析及结论 216

第8章 涡轮叶片低循环疲劳寿命预估 217

8.1 相关知识 217

8.1.1 疲劳分析类型 217

8.1.2 ANSYS程序疲劳寿命计算方法 217

8.1.3 应变疲劳寿命计算——局部应力-应变法 219

8.2 涡轮叶片低循环疲劳寿命预估 222

8.2.1 低循环疲劳寿命预估方法和要求 222

8.2.2 低循环疲劳寿命预估计算 222

附录 230

附录1 叶片强度设计计算程序 230

附录2 叶片低循环疲劳寿命计算程序 245

参考文献 264