本文關(guān)鍵詞：航空發(fā)動機機匣結(jié)構(gòu)模型修正中誤差源識別方法研究

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【摘要】：由于有限元模型為實際模型幾何結(jié)構(gòu)的離散和簡化,在建模過程中存在一些不確定性因素,建立的有限元模型總與實際的模型存在誤差,故需要通過動力學(xué)模型修正與確認過程來評價并改善結(jié)構(gòu)的有限元模型。如何選擇修正參數(shù)使得模型修正后具有真實的物理意義是模型修正與確認過程中關(guān)鍵的一步,然而其面臨的最大挑戰(zhàn)就是如何識別有限元模型的誤差源。機匣結(jié)構(gòu)作為航空發(fā)動機的骨架,其振動問題直接反映了整機的振動情況。本文以某航空發(fā)動機機匣為對象,在模型修正與確認的框架下完成了機匣模型的建模、試驗、相關(guān)分析、誤差源識別、模型修正等內(nèi)容,創(chuàng)新性地提出了基于等效單元模態(tài)能的誤差源識別方法,并將其應(yīng)用于模型修正過程。首先,介紹了結(jié)構(gòu)動力學(xué)模型確認的整體框架,闡述了誤差源識別在模型確認過程中的重要意義,給出了誤差源識別的基本理論及方法,提出了等效單元模態(tài)應(yīng)變能與動能的誤差指示器。其次,分別以Euler-Bernoulli梁模型和平板模型為研究對象,通過仿真模擬的方法研究基于等效單元模態(tài)應(yīng)變能的誤差源識別方法和誤差指示器的影響因素。通過模態(tài)試驗獲取梁模型的模態(tài)測試數(shù)據(jù),給出了利用已知的平動自由度振型計算推導(dǎo)轉(zhuǎn)動自由度振型的方法。利用實際模態(tài)測試數(shù)據(jù)對有限元設(shè)計模型進行誤差源識別,探討了該方法在工程應(yīng)用中的優(yōu)缺點。最后,將基于等效單元模態(tài)應(yīng)變能的誤差源識別方法應(yīng)用于三維實體機匣結(jié)構(gòu)中,研究對象為圓筒機匣和實際航空發(fā)動機燃燒室機匣。在對圓筒機匣的仿真驗證中可知,當(dāng)有限元設(shè)計模型與參考模型有較高的相關(guān)性時,可以得到較為準(zhǔn)確的誤差源識別結(jié)果。對于實際航空發(fā)動機燃燒室機匣結(jié)構(gòu),以超模型數(shù)據(jù)為參考對待修正的設(shè)計模型進行誤差源識別,并利用誤差源識別結(jié)果建立了工程中模型修正參數(shù)選擇的基本流程。誤差源識別結(jié)果指導(dǎo)了模型修正過程使得修正結(jié)果更加具有物理意義,分析修正結(jié)果證明了方法的有效性,修正后的有限元模型能夠更為準(zhǔn)確地描述結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V232

【參考文獻】

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本文編號：1231722