论文摘要：微尺寸单晶硅涡轮强度数值方法研究

以MEMS (Micro Electro Mechanical System) 技术为基础的微飞行器是目前航空航天领域最具吸引力的产品之一，而动力装置的微型化问题则是性能更强更灵活的新型微飞行器的关键技术。微型涡轮发动机是一种高能量密度的动力装置，作为微型飞行器的关键技术之一在国内外都得到了广泛的重视和大力的发展。对于微型发动机相关技术和问题的研究具有重要的意义和工程价值。本文主要介绍了国内外微型发动机的发展状况，分析了微型涡轮发动机的工作原理，论述了其工作过程和热循环模式，通过比较微型发动机与传统发动机的工作过程，针对微型发动机的特点和技术难点，总结了微型涡轮发动机结构简化技术，实现了某型微型涡轮发动机的结构设计，并对其轴承特点进行了分析。对微尺寸单晶硅涡轮强度进行了计算。通过有限元方法对涡轮盘建模分析，得到影响轮盘变形的特征参数，同时对特征尺寸与最大应力之间的关系进行讨论，得出在微加工条件下保证强度性能的微型发动机设计思路。通过将微型发动机的表面特征形貌简化建模，对不同表面粗糙度下的应力场进行分析，得到不同表面粗糙度Rz时的表面应力集中系数，采用回归方法建立表面应力集中系数与微缺口中心间距、表面粗糙度之间的经验公式。

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