本文關(guān)鍵詞：螺栓聯(lián)接的發(fā)動機機匣結(jié)構(gòu)的剛度研究

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【摘要】：機匣結(jié)構(gòu)作為航空發(fā)動機的主要承力結(jié)構(gòu),其力學(xué)性能對發(fā)動機整體的可靠性和使用壽命都起到至關(guān)重要的作用。各段機匣之間主要通過螺栓進(jìn)行聯(lián)接,而螺栓聯(lián)接的存在易使結(jié)構(gòu)剛度出現(xiàn)不連續(xù)、非線性等現(xiàn)象,也會對結(jié)構(gòu)的振動特性產(chǎn)生很大影響。能夠清楚的知道對其研究也成為近些年來的熱點。在航空發(fā)動機機匣動力學(xué)分析中,傳統(tǒng)方法在建模時往往忽略螺栓聯(lián)接帶來的影響,造成結(jié)果無法真實體現(xiàn)機匣結(jié)構(gòu)的動力學(xué)特性。本文利用ANSYS有限元分析軟件,對某帶有縱向安裝邊的螺栓聯(lián)接機匣的局部和整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元建模。對有限元模型螺栓聯(lián)接部分分別采用剛性聯(lián)接模型、摩擦接觸模型和節(jié)點耦合簡化模型進(jìn)行處理。采用錘擊法完成模態(tài)試驗,將三種模型的動力學(xué)計算結(jié)果與模態(tài)試驗結(jié)果進(jìn)行對比,最終選擇精度最高的摩擦接觸模型來進(jìn)行本文的有限元仿真計算。利用試驗和數(shù)值仿真計算研究了機匣整體結(jié)構(gòu)在單獨受預(yù)緊力作用下螺栓預(yù)緊力對于固有頻率的影響規(guī)律。研究了在預(yù)緊力作用下,各幾何參數(shù)對結(jié)構(gòu)固有頻率的影響。在機匣整體結(jié)構(gòu)受內(nèi)壓載荷的工況條件下,研究了螺栓聯(lián)接部分的拉伸剛度隨預(yù)緊力和內(nèi)壓載荷的變化,并通過固有頻率對其進(jìn)行了間接說明。分析了幾何參數(shù)對螺栓聯(lián)接部分拉伸剛度的影響。研究了機匣結(jié)構(gòu)中三種主要的幾何參數(shù)對機匣整體的拉伸、彎曲剛度和拉伸、彎曲剛度質(zhì)量比的影響。通過本文的研究,為螺栓聯(lián)接的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的動力學(xué)計算提供一種思路,為螺栓聯(lián)接機匣結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供一些參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：機匣結(jié)構(gòu) 螺栓聯(lián)接 剛度 模態(tài)分析 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V232
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-12
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.1 螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)的剛度研究9-10
• 1.2.2 螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)的試驗研究10
• 1.3 本文主要的研究內(nèi)容10-12
• 2 螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)剛度與模態(tài)試驗的基礎(chǔ)理論12-22
• 2.1 有限元基本理論12-13
• 2.1.1 有限單元法概述12
• 2.1.2 有限元法求解問題的基本步驟12-13
• 2.1.3 有限單元法中的線性和非線性問題13
• 2.2 螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)剛度計算13-16
• 2.2.1 單個螺栓的剛度計算13-14
• 2.2.2 螺栓聯(lián)接組件的剛度計算14-16
• 2.3 預(yù)緊力和預(yù)緊力矩之間的關(guān)系16-17
• 2.4 試驗?zāi)B(tài)分析17-21
• 2.4.1 模態(tài)分析理論17-20
• 2.4.2 試驗數(shù)據(jù)采集理論20-21
• 2.5 本章小結(jié)21-22
• 3 螺栓聯(lián)接機匣結(jié)構(gòu)的模態(tài)分析22-41
• 3.1 有限元模型的建立22-24
• 3.2 螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)的簡化模型24-27
• 3.2.1 剛性聯(lián)接模型24-25
• 3.2.2 摩擦接觸模型25-26
• 3.2.3 節(jié)點耦合簡化模型26-27
• 3.3 模態(tài)試驗27-36
• 3.3.1 試驗裝置與數(shù)據(jù)采集27-31
• 3.3.2 模態(tài)試驗結(jié)果與對比分析31-36
• 3.4 螺栓預(yù)緊力和結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)對模態(tài)的影響36-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 4 螺栓聯(lián)接機匣結(jié)構(gòu)的剛度分析41-54
• 4.1 螺栓聯(lián)接部分拉伸剛度的計算分析41-47
• 4.1.1 載荷對螺栓聯(lián)接部分的拉伸剛度的影響41-45
• 4.1.2 幾何參數(shù)對螺栓聯(lián)接部分的拉伸剛度的影響45-47
• 4.2 螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)的整體剛度計算分析47-53
• 4.3 本章小結(jié)53-54
• 結(jié)論54-55
• 參考文獻(xiàn)55-58
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況58-59
• 致謝59-60

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1 皮亞南,劉燕霞,汪先明,朱宇姝;脹塞式過盈普通螺栓聯(lián)接[J];南昌大學(xué)學(xué)報(工科版);2003年01期

2 趙福亮;提高螺栓聯(lián)接強度的施工安裝措施[J];機械工程與自動化;2004年03期

3 岳桂杰;保承軍;同長虹;;螺栓聯(lián)接設(shè)計中應(yīng)注意的問題[J];裝備制造技術(shù);2009年12期

4 劉琳;米雪蓮;;淺議如何提高螺栓聯(lián)接強度[J];科技創(chuàng)業(yè)家;2013年14期

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本文編號：1077279