風(fēng)機(jī)葉片外物損傷的模擬與分析于結(jié)果明接觸沖擊算法能較為真實(shí)反映風(fēng)機(jī)葉片金屬塊撞擊過程；金屬塊質(zhì)量不同和在不同的進(jìn)氣速度條件下金屬塊撞擊風(fēng)機(jī)葉片時(shí)，葉片響應(yīng)都有較大的差心1引言風(fēng)機(jī)的工作環(huán)境有很多場所相當(dāng)惡劣，風(fēng)機(jī)很容易吸入金屬塊石塊冰塊等外物，以至于損傷風(fēng)機(jī)的葉片或進(jìn)氣道，從而造成風(fēng)機(jī)性能下降，甚至打斷葉片使風(fēng)機(jī)平衡破壞，導(dǎo)致事故進(jìn)步擴(kuò)大，影響正常使用。以往風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)和校核主要考慮靜強(qiáng)度，且多采用簡化的力學(xué)模型進(jìn)行力學(xué)計(jì)算，并未進(jìn)行風(fēng)機(jī)的外物損傷研究，本文針對某吧風(fēng)機(jī)進(jìn)行了金柬塊撞擊響應(yīng)分析，目的在于評定葉片受撞擊后的損傷情況以及分析對葉片撞擊響；影響的1賢因素。

　　葉片的外物撞擊問，是個(gè)非線性沖擊動(dòng)力學(xué)的問。是高應(yīng)變率大變形非線性碰撞現(xiàn)象，這是個(gè)復(fù)雜的過程。現(xiàn)在由于動(dòng)態(tài)材料本構(gòu)關(guān)系已，得1進(jìn)展。已山現(xiàn)了較成熟的本構(gòu)模型。本文采用具有斷裂失效模型的彈塑性材料模型，較成功地描述了金屬材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。采用大型非線性130有限元程序，以維模型動(dòng)態(tài)±也模擬了這過程。模擬結(jié)果可為葉片的抗外物損傷設(shè)計(jì)方案提供很好的理論指導(dǎo)。

　　2維非線性有限元方程對非對稱的維問，只有采用維應(yīng)力波的描述方法才能較真實(shí)地模擬高速碰撞過程應(yīng)力波的傳播對兩個(gè)高違碰揸接觸物休組成的體系根據(jù)連續(xù)介質(zhì)力學(xué)原理，該過程必須得保持能量守恒動(dòng)量守旦和妨量守旦米。2描述法，根扼虛功原理，高速碰撞系統(tǒng)中的控制方程為力內(nèi)力和外力的虛功。質(zhì)點(diǎn)位移，為加速反分，為當(dāng)前構(gòu)形的碰撞系統(tǒng)本積和密度，邊界上的面力載荷。將上式有限元離散化，得到離散與程為2式⑵電從為集中質(zhì)腠陣為內(nèi)力矢量為夕力矢量⑴和分別為加速度矢量，移矢量和，度矢量彡式和材料的本構(gòu)方程起構(gòu)成的全嗔方程1為刪童系統(tǒng)的競陽。

　　3本構(gòu)關(guān)系的描述對被沖擊的葉片材料，可采用塑性隨動(dòng)硬化本構(gòu)模型3.它適用于塑性破壞和高應(yīng)變率材料的碰撞損傷問，考慮了材料的應(yīng)變率，并帶有破壞斷裂模型。該模型的動(dòng)態(tài)屈服應(yīng)力為4計(jì)算分析0盍人是個(gè)大型顯分析程序，對碰撞等問0作為主要分析工具對風(fēng)機(jī)葉片外物撞擊問進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算分折。計(jì)算結(jié)果較好地模擬了螺柃撞擊風(fēng)機(jī)葉片的過程。為了簡化問假設(shè)葉片靜止，勵(lì)在螺栓上的速度為折合速度4.1計(jì)算模型與說明風(fēng)機(jī)風(fēng)筒內(nèi)徑為，908出，厚度為進(jìn)氣向長0.3，葉片長，33加厚度0.。廣村速為1500，模型共包括37885個(gè)實(shí)體單元，材料取典型的塑性隨動(dòng)硬化模型。

　　采用有限分析軟件域38150提供義不同部件間的接觸來實(shí)現(xiàn)接觸力和能量的傳遞。

　　米用點(diǎn)對面101；的接觸方式。定義螺栓與葉片的接觸，其中葉片為目標(biāo)體，螺栓為接觸體，從而實(shí)現(xiàn)螺栓撞擊葉片的模擬，假設(shè)撞擊過程無阻尼無摩擦。螺栓撞擊風(fēng)機(jī)葉片的有限元模型如4.2計(jì)算結(jié)果與分析為了考察螺栓撞擊風(fēng)機(jī)葉片的過程，以下給出螺杜以+訓(xùn)的速役柿山風(fēng)機(jī)葉片的過應(yīng)變率f有效塑件應(yīng)變V失效塑性應(yīng)變，判斷材料是否失效斷裂，如，實(shí)際應(yīng)變欠于尖效，變村料就失效Br塑性硬化模量程意，3.3區(qū)域應(yīng)力zui大，=0.64038時(shí)刻葉片上到了片榫頭部分，=0.001368時(shí)刻螺栓對葉片沖擊損傷達(dá)到zui大，可以看出應(yīng)力區(qū)域已經(jīng)傳播到輪轂上；10.001時(shí)刻螺栓反彈。撞擊結(jié)束。

　　50870出8和10，1時(shí)以及不同質(zhì)量螺栓撞擊葉片條件下，葉片主要撞擊區(qū)域8334號節(jié)點(diǎn)的塑性應(yīng)變的時(shí)間歷程。6給出了10螺栓撞擊葉片尖部中部和根部條件下主要撞擊區(qū)域節(jié)點(diǎn)的塑性應(yīng)變，間歷程，7為164螺栓以5，18速度撞葉片條件下，葉片主要撞擊區(qū)域8334號節(jié)點(diǎn)應(yīng)力時(shí)間歷代，為砹，簡主耍撞擊1域節(jié)點(diǎn)塑性應(yīng)由4可知，隨著撞擊時(shí)間的增加，葉片主要撞擊區(qū)域8334號節(jié)點(diǎn)的塑性應(yīng)變由，逐漸，大，zui后達(dá)到zui大直到撞擊結(jié)束且保持不變。該節(jié)點(diǎn)zui大塑性應(yīng)變隨螺栓撞擊速度的，大而增大。由5可知對于祖0和添20的螺栓撞擊下，8334號節(jié)點(diǎn)的塑性應(yīng)變?yōu)榱?，俁4螺栓撞擊下，該點(diǎn)的zui大塑性應(yīng)變?yōu)?.0056.由6可知，葉片主要撞擊區(qū)域zui大塑性應(yīng)變隨螺栓撞擊部位的不同而不同，撞擊葉片尖部時(shí)zui大，撞擊葉片根部時(shí)zui小。由上述分析可知相同條件下，螺栓撞擊葉片的速度越大，撞擊對葉片產(chǎn)生廠的損傷越大；1條件。撞位置越接近葉片尖部，撞擊對葉片產(chǎn)生的損傷越大。

　　5結(jié)束語針對某型風(fēng)機(jī)的外物損傷問，應(yīng)用大型非線性有限元方法成功地模擬了螺栓撞擊風(fēng)機(jī)的響應(yīng)過程，數(shù)值結(jié)果可以為風(fēng)機(jī)葉片抗外物損傷設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。為了更準(zhǔn)確地評估外物對風(fēng)機(jī)葉片的損傷，需要進(jìn)步開展轉(zhuǎn)動(dòng)葉片外物損傷的模擬工作。