钛铝涡轮轴与K418合金轴套过盈配合内应力分析

曹睿¹，李雷²，张继³，何洪⁴，陈剑虹¹

1. 兰州理工大学甘肃省有色金属新材料省部共建国家重点实验室2. 西安赛特金属材料开发有限公司3. 钢铁研究总院4. 中国北方发动机研究所

摘 要：通过有限元ABAQUS软件对钛铝涡轮轴与K418合金轴套的过盈配合进行了详细研究,分别从过盈量、连接件几何结构和装配长度等因素入手,分析了压装过程中应力的变化情况,指出应力最大的位置,从理论上提出降低应力和提高寿命的措施。比较钛铝涡轮轴与K418合金轴套不同过盈量下及不同接触长度下过盈配合装配的应力分布结果,表明过盈量是影响装配应力的主要因素,得出较合理的过盈量应在0.15 mm左右,装配接触长度对装配应力也有一定影响。通过不同过渡圆角的模拟计算发现过渡圆角的大小对应力的影响较大,与压装过程中出现的应力峰值有直接的关系。所以在设计时可以采取在合适的范围内增大过渡圆角或添加去应力槽的方式减小应力集中现象,从而降低装配过程中出现的应力峰值,减少对涡轮轴材料的损伤。

关键词：钛铝涡轮轴;K418合金轴套;过盈配合;有限元计算;应力分布;