力学季刊

作者：李婷婷, 周洪民, 徐昊, 王静, 王岭, 戴瑛, 贺鹏飞, 邱海鹏

关键词：复合材料涡轮叶片；结构强度分析；榫头铺层改进

针对复合材料涡轮叶片在复杂服役环境下的力学响应和结构设计问题，本文参考某高温合金涡轮转子叶片，开展了基于工艺、结构和性能的SiCf/SiC复合材料涡轮叶片一体化设计．首先，建立了叶片–涡轮盘三维有限元模型，对离心载荷、温度载荷及气动载荷共同作用下的整体叶片进行耦合分析，系统评估了叶片的应力分布与变形特性．而后，提取真实工况下榫头区域的载荷分布特征，并将其等效到榫头局部分析模型．结合SiCf/SiC复合材料的成型工艺特点与纤维连续性要求，提出多种榫头铺层结构改进方案，建立了榫头区域局部细观有限元模型，通过对不同铺层结构中径向应力和层间剪应力分布特征的对比，优选出交错插层榫头铺层方案，结果表明该方案能够有效提高叶片结构的强度储备系数，并降低榫头区域的层间剪应力水平．

来源：2026年第1期

《力学季刊》期刊编辑部

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