航空發(fā)動機(jī)管路是商用航空發(fā)動機(jī)的重要組成部分,其管路的可靠性直接影響了發(fā)動機(jī)整機(jī)的可靠性和安全性。航空發(fā)動機(jī)管路通常工作在高溫和高壓的環(huán)境之下,且發(fā)動機(jī)的振動會通過發(fā)動機(jī)機(jī)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(jī)管路的振動特性,具有重要的工程應(yīng)用價值。本文以商用航空發(fā)動機(jī)管路為研究對象,開展了航空發(fā)動機(jī)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(jìn)行分析和對比,選取出可用于工程實(shí)際的簡潔而有效的分析手段,為后續(xù)的分析建立基礎(chǔ),并研究了工程設(shè)計中不同設(shè)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(jié)了影響規(guī)律并探討工程中商用發(fā)動機(jī)管路設(shè)計需要注意的問題。然后,對某一典型的航空發(fā)動機(jī)管路進(jìn)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?zé)o介質(zhì)、常溫有介質(zhì)、加溫?zé)o介質(zhì)和加溫有介質(zhì)4種狀態(tài)下的振動特性進(jìn)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(shè)計相關(guān)試驗,以上述航空發(fā)動機(jī)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(jié)果進(jìn)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(jī)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(jī)管路的設(shè)計提供理論指導(dǎo)。
【學(xué)位單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(jī)的動力來源，猶如飛機(jī)的“心臟”，是飛機(jī)有動力裝置中它的技術(shù)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(fù)雜和最精密的工業(yè)產(chǎn)品[1]。管路作為航空發(fā)動機(jī)的“血管”，其數(shù)量眾多，每臺 250 根管路，主要用于發(fā)動機(jī)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(jī)附件、機(jī)匣及其余管路彼此連接，并通過卡，構(gòu)成較為復(fù)雜的管路系統(tǒng)，整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)完整性的工作可靠性[2]。

圖 2.3 L 形管路結(jié)構(gòu)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(dǎo)管外徑 114mm導(dǎo)管內(nèi)徑 102mm導(dǎo)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(jìn)行模態(tài)分析，其中等效質(zhì)量法使用 Nastra ANSYS 進(jìn)行分析。首先對管路進(jìn)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(xiàn)】

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本文編號：2879373