【摘要】：飛機(jī)部件的防火性能是一項(xiàng)非常重要的研究工作,而防火試驗(yàn)中材料的厚度會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生重大影響,因此需要針對(duì)飛機(jī)常用金屬材料在防火試驗(yàn)中表現(xiàn)開展研究。首先根據(jù)AC20-135適航條款所要求的試驗(yàn)環(huán)境及構(gòu)型,提出了板材的傳熱模型,并對(duì)板材的控制方程進(jìn)行了分析,得到了求解板材溫度場(chǎng)所需的條件,主要包括前表面的熱通量載荷及后表面的換熱系數(shù)。并對(duì)國內(nèi)外關(guān)于材料燒蝕燒穿的研究工作進(jìn)行總結(jié),得到金屬類材料所常用的燒穿判據(jù):溫度閾值法。其次,根據(jù)相關(guān)適航規(guī)章對(duì)不銹鋼與鋁合金開展防火試驗(yàn)。分析不同板材材料、不同板材厚度等工況下板材背火面的熱量收支情況,確定了真實(shí)防火試驗(yàn)中在板材背火面為自然對(duì)流換熱情況下的換熱系數(shù)。從而為之后的針對(duì)金屬板材的防耐火數(shù)值分析提供了邊界換熱條件的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)支撐。之后為了獲取板材前表面的凈熱通量,針對(duì)燃油燃燒器進(jìn)行數(shù)值建模并采用商業(yè)軟件FLUENT對(duì)防火試驗(yàn)中的火焰特征進(jìn)行數(shù)值研究。確定了數(shù)值仿真中符合適航規(guī)章的燃油流量范圍,在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步對(duì)含板材試件的完整防火試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值研究,確定了在此燃油流量范圍下試件受火表面的熱通量分布情況,從而為隨后的金屬板材防耐火數(shù)值分析提供凈熱通量載荷。最后采用商業(yè)軟件ABAQUS對(duì)防火試驗(yàn)中金屬板材的防耐火能力進(jìn)行數(shù)值研究。板材背火面的換熱邊界條件采試驗(yàn)研究結(jié)果;而受火面的熱通量與壓力載荷采用fluent的數(shù)值分析結(jié)果,重點(diǎn)研究了金屬平板在防火試驗(yàn)過程中的溫度場(chǎng)等變化,并以傳統(tǒng)的溫度閾值作為金屬板材的燒穿失效判據(jù)對(duì)板材燒穿時(shí)間進(jìn)行分析,最后以真實(shí)的防火試驗(yàn)燒穿時(shí)間對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)以驗(yàn)證其準(zhǔn)確性。
【學(xué)位授予單位】：中國民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V250.3;V328

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2773973