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榫连接结构接触刚度识别与验证
1
作者 赵广 张泽新 +3 位作者 袁运博 丁六锋 白焱 袁巍 《航空动力学报》 北大核心 2025年第5期12-21,共10页
榫连接结构的接触刚度是影响叶-盘装配结构固有振动特性的关键参数和精确分析叶-盘耦合系统动力学特性的前提条件。将榫连接结构接触位置处理为薄层单元,推导法向和切向接触刚度与薄层单元属性的映射关系。设计并搭建榫连接结构固有振... 榫连接结构的接触刚度是影响叶-盘装配结构固有振动特性的关键参数和精确分析叶-盘耦合系统动力学特性的前提条件。将榫连接结构接触位置处理为薄层单元,推导法向和切向接触刚度与薄层单元属性的映射关系。设计并搭建榫连接结构固有振动特性实验装置,结合不同压紧力下固有振动特性实验与薄层单元仿真,同步识别榫连接结构法向和切向接触刚度。设计等效榫连接面-面微动摩擦实验,测得单位面积切向接触刚度,验证识别方法的精度。识别结果表明:接触刚度随压紧力先缓慢后迅速增大,当平均接触应力达到200 MPa后,接触刚度几乎不变。识别得到的切向接触刚度与微动摩擦实验结果平均相对误差仅为-4.73%,提出的榫连接结构接触刚度识别方法精度高、识别过程简洁。 展开更多
关键词 接触刚度 参数识别 榫连接结构 薄层单元 迟滞回线
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T型件激光熔覆的数值模拟
2
作者 张莹 王泽华 +2 位作者 梁帅 罗睿敏 王旭 《中国民航大学学报》 2025年第4期29-35,共7页
为了探究使T型件残余应力和变形最小的激光熔覆工艺,本文设计了不同的工艺参数并计算得到了不同工艺参数下的温度场、残余应力场和变形场结果,发现约束方式影响构件的残余应力与变形位移的峰值大小和分布,而不同熔覆路径和速度主要影响... 为了探究使T型件残余应力和变形最小的激光熔覆工艺,本文设计了不同的工艺参数并计算得到了不同工艺参数下的温度场、残余应力场和变形场结果,发现约束方式影响构件的残余应力与变形位移的峰值大小和分布,而不同熔覆路径和速度主要影响残余应力与变形位移的峰值大小。自由放置约束方式的残余应力和变形位移峰值比四角固定和两边固定分别小89.4%和71.1%、66.3%和61.6%,往复式熔覆路径的残余应力和变形位移峰值比单向依次路径减小26.9%和6.8%,熔覆速度为10 mm/s时的残余应力和变形位移峰值分别比熔覆速度2.5、5.0 mm/s时减小11.0%和4.9%、35.5%和34.8%。根据减小残余应力和变形的指标分析得到,最优熔覆工艺为采用自由放置约束、往复式熔覆路径和较大的熔覆速度工艺。 展开更多
关键词 航空发动机 T型连接件 激光熔覆 工艺参数 数值模拟
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铜-铝双金属轴承超声预熔覆-钎焊复合连接
3
作者 宋娜 刘静 +4 位作者 茄菊红 强巍 李卓霖 易苏柳 王浩然 《航空学报》 北大核心 2025年第8期364-374,共11页
采用Zn-6Al钎料,分别对铝合金基体和铜合金衬套待连接的表面超声预熔覆钎料层,在热装配后进行二次钎焊,实现了轴承组件的连接。通过扫描电子显微镜及能谱仪对预熔覆钎料层后的铝合金、铜合金界面微观组织以及二次钎焊后的接头微观组织... 采用Zn-6Al钎料,分别对铝合金基体和铜合金衬套待连接的表面超声预熔覆钎料层,在热装配后进行二次钎焊,实现了轴承组件的连接。通过扫描电子显微镜及能谱仪对预熔覆钎料层后的铝合金、铜合金界面微观组织以及二次钎焊后的接头微观组织进行了表征和分析。同时探究了钎焊保温时间对接头微观组织和力学性能的影响。对比研究了超声预熔覆-钎焊复合连接与直接超声辅助钎焊连接两种方法下接头力学性能差异。此外对通过超声预熔覆-钎焊复合连接制作的轴承试样,使用水浸超声C扫描系统检测焊合率。结果表明,预熔覆后的Al/Zn-6Al、Cu/Zn-6Al界面结合良好,且二次钎焊后形成了无明显缺陷、界面结合良好的Cu/Zn-6Al/Al接头。随着二次钎焊保温时间增加,接头抗剪强度下降,当钎焊保温时间为30 s时,接头最大强度达到135.8 MPa,断裂发生在接头组织中的CuZn_(5)相处。然而,利用直接超声辅助钎焊连接时,随着超声时间增加,接头抗剪强度呈现先升后降的趋势。当超声作用时间4 s时,接头最大强度达到65.9 MPa,断裂位置位于Cu_(5)Zn_(8)相与CuZn_(5)相交界处。对比于超声预熔覆-钎焊复合连接的接头,其接头抗剪强度较低。此外经检测,通过超声预熔覆-钎焊复合连接的轴承试样的端面焊合率约为99.3%,孔内焊合率约为99.5%,且无贯穿性缺陷。 展开更多
关键词 铝合金 铜合金 超声预熔覆 钎焊 轴承连接
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单卡套式管接头密封特性及结构参数影响 被引量：1
4
作者 何浩淼 高闯 +1 位作者 黄伟光 苏东涛 《润滑与密封》 北大核心 2025年第3期87-96,共10页
对单卡套式管接头进行有限元模拟,开展其密封特性的研究。通过模拟接头装配过程获得接头的密封状态和密封性能的变化规律,研究单卡套的主要结构参数前刃角度、后刃厚度、螺母角度对密封性能的影响。研究结果表明,在装配过程中卡套与接... 对单卡套式管接头进行有限元模拟,开展其密封特性的研究。通过模拟接头装配过程获得接头的密封状态和密封性能的变化规律,研究单卡套的主要结构参数前刃角度、后刃厚度、螺母角度对密封性能的影响。研究结果表明,在装配过程中卡套与接头体和管路的接触高应力区通过4个高应力区向周围扩散,当装配达到最佳状态时,在卡套前端形成“M”形的力补偿区,可为管接头的振动和脉冲等造成的密封松动提供补偿;单卡套的3种主要结构参数中,前刃角度和后刃厚度对密封性能有很大的影响,而螺母角度对密封性能的影响较小;前刃角度影响卡套对接头体和管道的接触变形,前刃角度过小会使得接头体受力过大而被破坏,前刃角度过大会使得管道会被嵌入过多而损坏,而在角度为12°时能够达到最佳密封效果;后刃厚度则会影响管接头密封的稳定性,后刃厚度太小或太大均会导致前刃达不到密封要求,后刃厚度在0.1 mm时密封性能最优。 展开更多
关键词 卡套式管接头 金属密封 装配过程 密封性能 接触变形
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飞机发动机吊挂耳环破坏分析与验证
5
作者 白艳洁 谭玉生 +1 位作者 池福俭 许军亮 《飞机设计》 2025年第4期71-75,共5页
飞机发动机吊挂耳环是吊挂的重要组成部件,耳环结构的强度决定吊挂的承载能力,是发动机安全起吊安装的关键因素。为研究耳环的承载特性,采用NASTRAN、Dytran非线性有限元分析技术,对耳环结构受载情况和破坏形式进行了仿真分析,结合理论... 飞机发动机吊挂耳环是吊挂的重要组成部件,耳环结构的强度决定吊挂的承载能力,是发动机安全起吊安装的关键因素。为研究耳环的承载特性,采用NASTRAN、Dytran非线性有限元分析技术,对耳环结构受载情况和破坏形式进行了仿真分析,结合理论工程算法,得出耳环最严重受载情况下的破坏载荷,并开展了拉伸破坏试验验证。结果表明,有限元结合工程算法得出的破坏载荷与试验相当,耳环破坏模式与试验结果一致,为类似耳环结构的强度设计提供了一套较准确的分析方法和试验支持,具有一定的应用价值。 展开更多
关键词 耳环 有限元分析 工程方法 破坏试验
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航空发动机螺栓测绘设计选用和制定标准研究
6
作者 肖久林 王娟 +1 位作者 寇德均 陈杰 《机械工业标准化与质量》 2025年第4期11-13,共3页
本文介绍引进航空发动机零件测绘设计背景,从测绘设计程序、材料、制造技术条件、螺纹类型及公差、粗糙度、形位公差、表面涂覆层、扳拧尺寸、保险孔、试验验证等方面,对航空发动机螺栓测绘设计选用和制定标准进行了研究。
关键词 航空发动机 螺栓 测绘设计 选用和制定标准
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CCF300/QY9511层合板高速砂粒连续冲蚀特性试验 被引量：1
7
作者 刘璐璐 于飞 +2 位作者 赵振华 罗刚 陈伟 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期169-180,共12页
针对CCF300/QY9511碳纤维/双马树脂复合材料层合板开展了连续冲蚀试验,研究了不同冲蚀条件下的质量冲蚀率和损伤规律。结果表明:随着冲蚀角度和供砂率的增加,质量冲蚀率先增加后减少,并在60°左右出现峰值冲蚀率;冲蚀率随冲蚀速度... 针对CCF300/QY9511碳纤维/双马树脂复合材料层合板开展了连续冲蚀试验,研究了不同冲蚀条件下的质量冲蚀率和损伤规律。结果表明:随着冲蚀角度和供砂率的增加,质量冲蚀率先增加后减少,并在60°左右出现峰值冲蚀率;冲蚀率随冲蚀速度的增加而增加;复合材料表面铺设平纹布可增强复合材料抗低速冲蚀的能力,但增强效果在高速冲蚀时不明显;复合材料主要冲蚀机制为微裂纹的产生、纤维的断裂、纤维-基体脱黏以及基体变形。该研究明晰了双马树脂基复合材料层合板材料的去除机理及损伤变化规律,为后续航空复合材料结构抗冲蚀研究奠定了基础。 展开更多
关键词 复合材料层合板 双马树脂 砂粒冲蚀 连续冲蚀 损伤机理
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装配工艺参数对止口螺栓连接结构力学特性的影响分析 被引量：1
8
作者 罗忠 罗永恒 +1 位作者 熊鑫 吴法勇 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1268-1276,共9页
以航空发动机转子系统中止口螺栓连接结构为研究对象,基于单螺栓连接结构分析弯曲刚度的非线性特征,利用ANSYS实体单元建模方法分析连接结构的弯曲刚度,重点讨论了有无止口连接、预紧力、螺栓直径、止口过盈量等装配工艺参数对连接结构... 以航空发动机转子系统中止口螺栓连接结构为研究对象,基于单螺栓连接结构分析弯曲刚度的非线性特征,利用ANSYS实体单元建模方法分析连接结构的弯曲刚度,重点讨论了有无止口连接、预紧力、螺栓直径、止口过盈量等装配工艺参数对连接结构弯曲刚度的影响规律,并分析了止口连接结构对转子系统固有特性的影响.研究结果表明:止口连接结构的弯曲刚度呈现分段特性;增大预紧力、螺栓直径以及止口过盈量能提高连接结构弯曲刚度;有无止口连接结构的转子系统前三阶固有频率的相对误差小于2%,止口连接结构能够降低转子系统的最大振动幅值. 展开更多
关键词 止口螺栓连接 弯曲刚度 接触界面 装配工艺参数 振动特性
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基于分形理论的浮环密封端面法向接触刚度仿真研究 被引量：1
9
作者 刘勇 郭昊东 +1 位作者 张青 闫方超 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第16期103-110,共8页
浮环密封是现代航空发动机常用的密封形式之一,浮环端面的接触刚度对浮环密封辅助密封面的摩擦磨损性能有重要影响。在分形理论的基础上,基于有限元方法建立了一种新的法向接触刚度计算模型。之后通过该模型计算浮环密封端面法向接触刚... 浮环密封是现代航空发动机常用的密封形式之一,浮环端面的接触刚度对浮环密封辅助密封面的摩擦磨损性能有重要影响。在分形理论的基础上,基于有限元方法建立了一种新的法向接触刚度计算模型。之后通过该模型计算浮环密封端面法向接触刚度,得到了浮环密封端面法向接触刚度随压力与粗糙度的变化规律。计算结果表明:求得的法向接触刚度与粗糙表面接触试验结果吻合较好,最大相对误差不超过4%;浮环密封端面法向接触刚度随压力的增大而增加,随接触面粗糙度的增大而减小。该方法为浮环密封端面法向接触刚度的计算提供了一种新的思路。 展开更多
关键词 航空发动机 浮环密封 粗糙表面 法向接触刚度 分形理论 接触力学
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冲击载荷下法兰连接螺栓结构强度评估方法 被引量：1
10
作者 陈景阳 李百洋 《航空动力学报》 北大核心 2025年第5期60-70,共11页
针对冲击载荷下法兰连接螺栓结构强度评估方法研究开展研究。设计并加工动态力学性能材料试验件,通过试验获取螺栓材料动态力学行为模型,试验表明螺栓用材料IN718具有明显的应变率强化效应,在中高应变率条件下,材料的屈服强度和抗拉强... 针对冲击载荷下法兰连接螺栓结构强度评估方法研究开展研究。设计并加工动态力学性能材料试验件,通过试验获取螺栓材料动态力学行为模型,试验表明螺栓用材料IN718具有明显的应变率强化效应,在中高应变率条件下,材料的屈服强度和抗拉强度均有所提高;设计并加工断裂力学模型标定试验件,通过试验表明不同应力状态下材料断裂力学试验表明螺栓用材料的断裂应变与材料所受应力空间状态相关。并建立考虑应力三轴度和罗德角的螺栓材料断裂力学模型。最终基于上述材料试验结果结合仿真建立起螺栓冲击载荷下强度评估方法。通过冲击试验结果与评估分析结果对比表明,在给定冲击载荷条件下,所建立的综合考虑螺栓材料动态力学性能和断裂力学性能的评估结果与试验结果吻合,在1500 J冲击能量下,螺栓未发生断裂。而传统力学评估方法结果表明螺栓发生断裂,评估结果偏于保守。 展开更多
关键词 冲击载荷 法兰连接螺栓 动态力学性能 断裂力学模型 冲击试验验证 强度评估方法
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IAOTE:一种糅杂不均衡小样本下转子自适应故障诊断方法
11
作者 王佳欣 魏建安 +2 位作者 黄海松 袁雅阁 陈华林 《航空动力学报》 北大核心 2025年第4期210-223,共14页
提出了改进性自适应过采样技术(improved adaptive oversampling technique,IAOTE)。该技术融合自适应噪声处理策略(noise-immunity,NI)与改进自适应半监督加权过采样机制(improving adaptive semi-unsupervised weighted oversampling,... 提出了改进性自适应过采样技术(improved adaptive oversampling technique,IAOTE)。该技术融合自适应噪声处理策略(noise-immunity,NI)与改进自适应半监督加权过采样机制(improving adaptive semi-unsupervised weighted oversampling,IA-SUWO),首先利用NI策略对糅杂不均衡数据进行去噪,随后采用K均值聚类算法处理去噪数据以识别聚类边界样本,并嵌入IA-SUWO机制合成新样本。进而,本文将IAOTE与最小二乘支持向量机(least squares support vector machines,LS-SVM)分类器集成,构建故障诊断框架,确保分类可解释性并集成参数优化机制。实验表明:在20个诊断实例中,IAOTE的敏感性(sensitivity)指标最高达到99.76%,几何平均(G-mean)指标最高达到99.25%,F值(F-measure)指标最高达到99.42%,受试者操作曲线下的面积(AUC)指标最高达到99.26%,且累积误差值最低,其更适用于糅杂不均衡小样本下转子早期故障诊断。 展开更多
关键词 IA-SUWO 自适应噪声处理 糅杂不均衡小样本 故障诊断 可解释性建模
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梁式管接头结构的稳健性优化设计 被引量：1
12
作者 刘勇 任新江 闫方超 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期40-49,共10页
为了提高梁式管接头的密封性能,以梁式管接头的结构参数为设计变量,对其进行稳健性优化设计。首先建立了带有椭圆弧凹槽的梁式管接头的有限元模型;其次分别以密封接触表面两道密封的最大接触压力和接触面宽为密封性能的定量指标,建立2... 为了提高梁式管接头的密封性能,以梁式管接头的结构参数为设计变量,对其进行稳健性优化设计。首先建立了带有椭圆弧凹槽的梁式管接头的有限元模型;其次分别以密封接触表面两道密封的最大接触压力和接触面宽为密封性能的定量指标,建立2阶响应面模型,利用遗传算法对响应面模型进行多目标优化求解;最后在多目标优化模型上增加表征目标函数稳健性的灵敏度附加项,求解得到了梁式管接头稳健的设计参数组合,并通过有限元数值模拟验证了稳健性优化结果的有效性。结果表明:当椭圆长半轴为1.156 mm、椭圆短半轴为0.315 mm、第1道密封名义宽度为0.429 mm时,梁式管接头的密封稳健性更好,稳健性设计达到预期目标。 展开更多
关键词 梁式管接头 响应面模型 遗传算法 多目标优化 稳健性设计
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多层连接结构的轴向应力分布的数值计算与试验
13
作者 但敏 熊翰韬 +1 位作者 金玉阳 杨程皓 《航空发动机》 北大核心 2024年第3期107-113,共7页
为了解多层连接结构的轴向应力分布,从双层法兰螺栓连接结构连接轴向载荷分布着手,建立了被连接件轴向应力分布的中空椭球体分布模型,推导出被连接件的轴向连接刚度理论表达式;并进行了连接结构扭矩与预紧力关系的试验及压力分布测试试... 为了解多层连接结构的轴向应力分布,从双层法兰螺栓连接结构连接轴向载荷分布着手,建立了被连接件轴向应力分布的中空椭球体分布模型,推导出被连接件的轴向连接刚度理论表达式;并进行了连接结构扭矩与预紧力关系的试验及压力分布测试试验;将该模型应用于航空发动机多层法兰连接结构,采用数值模型和试验方法对中空椭球体模型进行验证。结果表明:测试试验件预紧力与力矩呈正相关,且拧紧系数约为0.2,可满足工程中无润滑条件下螺栓拧紧力矩系数的经验值;连接界面接触范围随扭矩的增大先增大到一定范围后保持不变;与被连接件轴向应力分布的试验测试结果相比,采用改进的中空椭球体模型和原中空圆锥体模型的计算结果的最大误差分别为9.42%和21.97%,证明了改进的中空椭球体分布模型的精度较高。 展开更多
关键词 航空发动机 多层连接结构 轴向应力分布 分布模型
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螺旋桨发动机安装系统动力学设计技术综述 被引量：2
14
作者 陈永辉 陈春兰 +3 位作者 燕群 徐健 董万元 王建强 《航空工程进展》 CSCD 2024年第1期15-22,共8页
随着螺旋桨发动机安装系统国产化研制进程的加快,需要开展相关的安装系统技术研究,而动力学设计是其中的重要组成部分。本文对比分析了不同结构形式安装系统的动态性能特点,进一步从军民用标准规范和工程实践经验出发,归纳了安装系统动... 随着螺旋桨发动机安装系统国产化研制进程的加快,需要开展相关的安装系统技术研究,而动力学设计是其中的重要组成部分。本文对比分析了不同结构形式安装系统的动态性能特点,进一步从军民用标准规范和工程实践经验出发,归纳了安装系统动力学设计的技术要求,梳理了安装系统动力学设计技术的发展历程和国内外现状,指出国内外差距主要体现在设计理念、关键技术和应用实践经验等方面。在此基础上,展望了螺旋桨发动机安装系统动力学设计技术的发展趋势,为当前及未来螺旋桨发动机安装系统的设计技术研究提供了参考。 展开更多
关键词 航空发动机 安装系统 动力学 螺旋颤振 设计技术
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某径向扩压器螺座脱落故障分析及改进设计 被引量：2
15
作者 关婷婷 陈少俊 +1 位作者 尚怀远 杨璠 《航天制造技术》 2024年第1期22-27,共6页
扩压器是发动机中的重要组件,其常采用真空钎焊方式将零件焊接为组件,存在焊缝裂纹和脱焊问题。本研究以某径向扩压器为研究对象,首先分析了钎焊螺座脱落故障原因,然后提出了整体式径向扩压器改进设计,最后通过仿真和实验方法验证了整... 扩压器是发动机中的重要组件,其常采用真空钎焊方式将零件焊接为组件,存在焊缝裂纹和脱焊问题。本研究以某径向扩压器为研究对象,首先分析了钎焊螺座脱落故障原因,然后提出了整体式径向扩压器改进设计,最后通过仿真和实验方法验证了整体式扩压器的强度、振动疲劳及整机性能。结果表明,螺座外圆和螺座内部的焊接缺陷在发动机工作过程中产生裂纹并扩展,最终导致螺座脱焊;整体式径向扩压器总质量为4.91 kg,较改进前零件质量减轻0.54 kg,并且减少了装配结构零件数量,简化了装配工序;整体式径向扩压器的结构强度有较大提升,不会产生共振疲劳破坏,整机性能与改进前基本相当。本研究提出的整体式径向扩压器结构合理,为高可靠性扩压器设计提供了新思路。 展开更多
关键词 径向扩压器 故障诊断 焊接 强度分析 动应力测试
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基于流固耦合的混合刷式密封流场特性与密封性能分析
16
作者 李昊 张桂昌 +1 位作者 霍维斌 唐鑫浩 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期158-169,共12页
刷丝在密闭气流的同时,受到高压降流体的影响,易造成不可恢复性形变和结构损耗,使得间隙间的气体泄漏量增加,加剧发动机推力的损耗。本文采用流固耦合模型,基于刷式-迷宫密封结构建立了混合刷式密封模型,进行了密封流场的非定常数值模拟... 刷丝在密闭气流的同时,受到高压降流体的影响,易造成不可恢复性形变和结构损耗,使得间隙间的气体泄漏量增加,加剧发动机推力的损耗。本文采用流固耦合模型,基于刷式-迷宫密封结构建立了混合刷式密封模型,进行了密封流场的非定常数值模拟,探究不同进出口压差条件下密封结构泄漏流动和结构形变特性,并结合泄漏量数据分析了混合刷式密封结构的密封效果。研究结果表明:受进出口气压差的影响,混合刷式密封的刷丝最大位移量超过刷丝束间隙值,其中处于刷丝束轴向末端的刷丝固定端是最容易发生损耗的危险位置。同工况下,混合刷式密封比刷式密封结构泄漏量可减少约18%。刷丝束整体随着压降的增加,在具有更大径向吹下量的同时也伴随着更强的刷丝扰动,但混合刷式密封流场中存在的气流涡旋可以消耗一部分气体能量,减小气流的泄漏速度,对不同压差条件的影响具有一定的适应能力。 展开更多
关键词 刷式-迷宫密封 流固耦合模型 迟滞效应 流场特性 形变 泄漏量
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航空发动机外部管路支架优化设计与应用
17
作者 迟岑 程景煜 +1 位作者 张栓 孙越 《沈阳航空航天大学学报》 2024年第2期21-29,共9页
针对某发动机管路支架安装边裂纹问题,通过对支架裂纹处断口的分析及对支架组件进行了静强度受力分析,明确解决失效问题。从零件设计、加工、装配3方面着手,确定失效原因为支架与管路之间存在相互作用力,支架工作时除受振动应力影响外... 针对某发动机管路支架安装边裂纹问题,通过对支架裂纹处断口的分析及对支架组件进行了静强度受力分析,明确解决失效问题。从零件设计、加工、装配3方面着手,确定失效原因为支架与管路之间存在相互作用力,支架工作时除受振动应力影响外还承受装配时引入的额外应力。因支架组件刚性较强,受力后缓冲较弱,支架弹性变形所产生的作用力会传递至孔边,易产生裂纹。设计了增加浮动结构的改进方案,其具备轴向变形补偿能力,可以大幅降低传递至孔边的作用力。经试验验证,该措施可行、有效。 展开更多
关键词 裂纹 弹性变形 浮动结构 变形补偿 管路支架 航空发动机
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航空发动机螺栓连接薄层单元建模方法 被引量：47
18
作者 姚星宇 王建军 翟学 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期2269-2279,共11页
螺栓连接广泛应用于航空发动机结构中,对航空发动机动力特性有重要影响.薄层单元法能够很好地模拟复杂连接结构并保持结构完整性.以薄层单元法为基础,给出航空发动机螺栓连接结构薄层单元法参数化建模原理,研究薄层单元材料参数对螺栓... 螺栓连接广泛应用于航空发动机结构中,对航空发动机动力特性有重要影响.薄层单元法能够很好地模拟复杂连接结构并保持结构完整性.以薄层单元法为基础,给出航空发动机螺栓连接结构薄层单元法参数化建模原理,研究薄层单元材料参数对螺栓连接刚度的影响规律,并从理论推导出发确定薄层单元相关材料参数,最后将该方法应用到实际结构中,并与精细有限元模型结果对比,从而验证薄层单元法的正确性和应用前景.研究结果表明:薄层单元法能够很好地模拟航空发动机螺栓连接结构;对轴向、弯曲刚度起决定作用的是薄层单元轴向弹性模量,对剪切刚度起决定作用的是薄层单元xy、xz平面的剪切模量;薄层单元材料参数能够用螺栓连接结构参数示出. 展开更多
关键词 螺栓连接 薄层单元法 航空发动机 连接刚度 有限元
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基于有限元的螺栓连接参数化建模技术研究 被引量：10
19
作者 翟学 翟庆刚 +1 位作者 王建军 姚星宇 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1364-1371,共8页
为有效解决机械结构中众多螺栓连接力学特性的模拟问题,研究了基于有限元的螺栓连接不同刚度特性的参数化建模方法,形成了具有一定指导意义的参数化建模理论。基于两个典型实例研究,螺栓连接的参数化有限元模型固有频率计算值与试验值... 为有效解决机械结构中众多螺栓连接力学特性的模拟问题,研究了基于有限元的螺栓连接不同刚度特性的参数化建模方法,形成了具有一定指导意义的参数化建模理论。基于两个典型实例研究,螺栓连接的参数化有限元模型固有频率计算值与试验值误差很小,都在5%以内,充分验证了螺栓连接参数化建模理论和建模方法的准确性和有效性。成功应用于现代高推重比涡扇发动机系统中,计算结果表明,参数化模型计算值与目标值的固有频率误差均在1%以内,且两种模型振型基本一致,模态置信度准则(MAC)值均接近于1,有效模拟了转、静子中关键螺栓连接结构的力学特性。 展开更多
关键词 有限元方法 螺栓连接 参数化建模 涡扇发动机 模态试验
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冲击载荷下单螺栓连接结构力学行为试验与仿真研究 被引量：9
20
作者 刘璐璐 李志鹏 +3 位作者 韩佳奇 罗刚 赵振华 陈伟 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期49-60,共12页
基于霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB)装置,对发动机结构设计中广泛使用的螺栓连接结构开展了冲击试验,研究了冲击载荷作用下单螺栓结构的承载能力、损伤模式和失效机理,掌握了冲击速度、预紧力、装配间隙的影响规律。... 基于霍普金森压杆(Split Hopkinson Pressure Bar,SHPB)装置,对发动机结构设计中广泛使用的螺栓连接结构开展了冲击试验,研究了冲击载荷作用下单螺栓结构的承载能力、损伤模式和失效机理,掌握了冲击速度、预紧力、装配间隙的影响规律。在瞬态显式动力学软件ANSYS/LS-DYNA中,对单螺栓连接结构的冲击试验进行了数值仿真分析,其中螺栓结构采用考虑螺纹细节的精细有限元模型,仿真获得的应变波传播规律与试验吻合良好,验证了该模型的有效性。试验与仿真结果表明:单螺栓连接结构冲击过程分为初始加载与滑移、接头双峰强加载、卸载三个阶段;冲击速度越大,冲击力峰值显著增加;增大螺栓装配间隙或适当提高预紧力均可增强螺栓连接结构的抗冲击剪切能力,而过大的预紧力则会使抗冲击剪切能力下降;螺栓的失效模式为剪切压溃失效。 展开更多
关键词 航空发动机 冲击载荷 螺栓连接结构 损伤机理 SHPB试验
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