低循环疲劳寿命（LCF）分析

低循环疲劳寿命（LCF）是结构疲劳破坏的重要指标。采用有限元—局部应力应变法对结构进行分析。涡轮盘低循环寿命分析见图8。

3. 结构动态分析

ANSYS的动态分析主要包括：固有频率和模态分析、谐响应分析和瞬态响应分析。
为了评价发动机构件的高循环疲劳寿命（HCF），必须进行结构的动态分析。常用的动态分析内容有：

固有频率和模态分析

为避开和防止有害的共振，必须对叶片等关键旋转件进行固有频率和模态分析。

在涡轮机械中，具有周期对称的结构较多，如整体叶盘、锥齿轮等，ANSYS提供了周期对称模态分析技术，很好地解决了计算精度和效率之间的矛盾。整体叶盘循环对称模态分析结果见图9。

谐响应分析

在涡轮机械中，尾流是常见的强迫振动激振源。由于叶片对气流的阻碍，造成气流总压沿周向分布不均匀，对下游叶片产生周期性激励。

利用ANSYS谐响应分析可以得到动应力的分布和幅值。尾流作用下的叶片动应力分析见图10。

瞬态响应分析

飞机在低空高速飞行过程中，鸟撞击事故时有发生。就受撞击部位而言，以发动机最高。鸟体对风扇和压气机叶片构成严重威胁。所以有必要进行叶片的鸟撞击响应分析。

我院与南京航空航天大学合作开展了这方面工作，利用ANSYS/LS-DYNA进行了鸟撞击响应计算和分析。鸟撞击某时刻等效应力分析见图11，鸟撞击的应力时间历程见图12。

4. 转子动力学分析

我院基于ANSYS用户子程序（UPFs）开发了转子动力学分析模块，可以采用三种模型对复杂转子—支承系统进行转子动力学分析：梁模型、轴对称模型和实体模型。根据不同的设计阶段或精度要求，可以采用不同的分析模型。

转子动力学分析模块可以对复杂转子—支承结构进行进动频率（临界转速）、不平衡响应和瞬态响应分析。

双转子有限元模型见图13，双转子临界转速振型见图14，转子不平衡响应分析见图15。

5. 整机分析

整机分析的主要目的是完成整机动力响应计算和整机在各工作状态下的变形并为发动机的间隙设计（分析）提供可靠的数据。整机的强度振动有限元分析，是从整机视角对设计和分析中的问题进行统一考虑，可以实现各学科和零部件计算的数据共享。