随着现代航空发动机推重比的不断增大，涡轮盘的工作温度和转速也不断提高，从而使其设计向着耐高温和高强度、低质量的方向发展。传统的涡轮盘结构很难满足未来先进发动机的设计要求，因此，需开发先进的涡轮盘结构设计技术。美国PW公司在IHPTET计划ATEGG分计划第III阶段的XTC67/1验证机上，对双辐板涡轮盘进行了试验验证，与传统的涡轮盘结构相比，双辐板涡轮盘质量减轻了I7%，转速提高了9%。
      本研究对双辐板涡轮盘的结构特点、加工工艺和技术难点进行了介绍，并应用ANSYS有限元软件对传统涡轮盘和双辐板涡轮盘的强度分析进行了对比。双辐板涡轮盘结构分析   双辐板涡轮盘是由2个对称半盘零件焊接成的中空双辐板结构，具有减轻质量和提高AIVz值等优势。
      在内孔进气冷却叶片方案中，具有滑出的小舌，转子旋转从图中可见，双辐板涡轮盘与传统涡轮盘有很大差异，其结构设计中有2大优点。
      1)在涡轮部件结构设计中，可以利用双辐板涡轮盘中的空腔形成冷却气体通道，一方面利用高压气对涡轮工作叶片进行冷却，另一方面可以让高压气充分冷却盘体，使涡轮盘在相对较低的温度下工作，有利于提高盘的强度和寿命或利于减重设计。
      2)在传统涡轮结构中，高压涡轮盘和盘前封严盘之间形成冷气通道，高压气流经此通道来冷却叶片和涡轮盘，其结构如图所示。而在双辐板涡轮结构中，高压气可以从盘心流经盘体并冷却工作叶片，从而可以根据涡轮工作状态和叶片气动力状态，采用无螺栓挡板结构设计方法将涡轮盘前、后封严盘设计成无螺栓挡板结构形式，不仅可以减轻整体结构的质量，而且能提高发动机可靠性。
      在加工过程中，首先加工出2个对称的半盘结构，然后通过热等静压或者摩擦焊等方式将2个半盘粘合在一起，利用机械加工等方式完成盘的最后成形。在加工过程中需要解决以下关键问题：
      1)保证2个半盘之间具有足够的连接强度，避免双辐板涡轮盘在工作中分开；
      2)保证2个半盘之间的同心度，避免不同心带来附加应力，影响涡轮正常工作；
      3)处理好轮盘焊接后结合部位产生的飞边，尤其是冷气通道内部的飞边。

                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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