發(fā)布時間：2020-11-11 15:26

　　 航空發(fā)動機管路是商用航空發(fā)動機的重要組成部分,其管路的可靠性直接影響了發(fā)動機整機的可靠性和安全性。航空發(fā)動機管路通常工作在高溫和高壓的環(huán)境之下,且發(fā)動機的振動會通過發(fā)動機機匣和管路固定支架傳遞給管路,造成對管路系統(tǒng)的持續(xù)振動激勵,這些因素是造成管路失效的重要原因,為此,尋找有效分析方法,研究溫度、壓力作用下的航空發(fā)動機管路的振動特性,具有重要的工程應用價值。本文以商用航空發(fā)動機管路為研究對象,開展了航空發(fā)動機管路振動特性的研究。首先,通過流固耦合法和等效質(zhì)量法等對簡單液壓管路的模態(tài)進行分析和對比,選取出可用于工程實際的簡潔而有效的分析手段,為后續(xù)的分析建立基礎,并研究了工程設計中不同設計因素(介質(zhì)、壓力、溫度、管路形狀等)對管路振動特性的影響,總結了影響規(guī)律并探討工程中商用發(fā)動機管路設計需要注意的問題。然后,對某一典型的航空發(fā)動機管路進行模型簡化和等效建模,采用等效質(zhì)量法對該管路在常溫無介質(zhì)、常溫有介質(zhì)、加溫無介質(zhì)和加溫有介質(zhì)4種狀態(tài)下的振動特性進行了分析,得到了4種不同狀態(tài)下該管路的固有頻率和振型。最后,設計相關試驗,以上述航空發(fā)動機管路組件為試驗對象,在同等條件下開展常溫不通介質(zhì)振動試驗、高溫不通介質(zhì)振動試驗、常溫通介質(zhì)振動試驗、高溫通介質(zhì)振動試驗,獲得了4種試驗狀態(tài)下的試驗數(shù)據(jù),將其與有限元分析結果進行對比,驗證了理論模型和分析方法的有效性。本文的研究工作可為工程中航空發(fā)動機管路的振動分析和試驗提供參考,也可為后續(xù)工程中航空發(fā)動機管路的設計提供理論指導。
【學位單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：V231.92
【部分圖文】：

第一章 緒論及意義作為飛機的動力來源，猶如飛機的“心臟”，是飛機有動力裝置中它的技術含量最高、制造難度最大，為此”，它在一定程度上反映了一個國家的科技、工業(yè)以造的最復雜和最精密的工業(yè)產(chǎn)品[1]。管路作為航空發(fā)動機的“血管”，其數(shù)量眾多，每臺 250 根管路，主要用于發(fā)動機上燃油、滑油和空氣介液壓作動力、潤滑介質(zhì)以及防冰冷卻氣體等。在發(fā)動與發(fā)動機附件、機匣及其余管路彼此連接，并通過卡，構成較為復雜的管路系統(tǒng)，整個系統(tǒng)的結構完整性的工作可靠性[2]。

圖 2.3 L 形管路結構圖Fig2.3 L-type pipeline structure特性參數(shù)詳見表 2.1 所示：表 2.1 管路特性參數(shù)表參數(shù)名稱 參數(shù)值導管外徑 114mm導管內(nèi)徑 102mm導管密度 9000kg/m3泊松比 0.34彈性模量 157GPa流體密度 872kg/m3體積模量 1.95GPa種方法對管路進行模態(tài)分析，其中等效質(zhì)量法使用 Nastra ANSYS 進行分析。首先對管路進行有限元前處理，在 H

8 859 F — 870.37 F — 1.3% —9 970 883.75 881.53 9.8% -10.0% 0.3%10 1141 1133.2 1123.5 0.7% -1.6% 0.9%解析解和兩種模態(tài)分析方法所得各階固有頻率的曲線對比圖入下圖所示：
【參考文獻】

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1 林君哲;周恩濤;杜林森;聞邦椿;;航空發(fā)動機管路系統(tǒng)振動機制及故障診斷研究綜述[J];機床與液壓;2013年01期

2 羅澤明;鄭麗;王國平;;某型航空發(fā)動機管路振動特性的有限元研究[J];裝備制造技術;2011年02期

3 黃春峰;唐麗君;;中國大飛機發(fā)動機研制任重而道遠[J];航空制造技術;2010年14期

4 李艷華;柳貢民;馬俊;;考慮流固耦合的典型管段結構振動特性分析[J];振動與沖擊;2010年06期

5 楊瑩;陳志英;;航空發(fā)動機管路流固耦合固有頻率計算與分析[J];燃氣渦輪試驗與研究;2010年01期

6 賈志剛;陳志英;;航空發(fā)動機管路調(diào)頻方法研究[J];裝備制造技術;2008年01期

7 金基鐸,宋志勇,楊曉東;兩端固定輸流管道的穩(wěn)定性和參數(shù)共振[J];振動工程學報;2004年02期

8 金基鐸,宋志勇;輸流管的參數(shù)共振及共振響應的數(shù)值模擬與分析[J];沈陽航空工業(yè)學院學報;2003年01期

9 王世忠,于石聲;載流管道固液耦合振動計算[J];哈爾濱工業(yè)大學學報;2001年06期

10 張智勇,沈榮瀛,王強;充液管道系統(tǒng)的模態(tài)分析[J];固體力學學報;2001年02期

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1 韓曉輝;飛機液壓管路的振動特性分析與共振疲勞試驗研究[D];西安電子科技大學;2014年

2 趙爽;航空發(fā)動機外部管路的動力學特性及流固耦合分析[D];南京航空航天大學;2014年

3 沈旻昊;飛機液壓管路的簡化建模及振動特性分析[D];西安電子科技大學;2014年

4 張杰;航空發(fā)動機液壓管路系統(tǒng)振動機理研究[D];東北大學;2012年

5 杜平;船用液壓管路系統(tǒng)的振動特性分析[D];浙江工業(yè)大學;2012年

6 呂慧;基于流固耦合的飛機液壓管路動力學分析[D];西安電子科技大學;2012年

7 吳遷;三峽水輪發(fā)電機定子匯流環(huán)動力分析[D];華中科技大學;2008年

本文編號：2879373