航空發(fā)動(dòng)機(jī)的工作環(huán)境具有特殊性,且其工作載荷非常復(fù)雜。其中薄壁機(jī)匣安裝邊結(jié)構(gòu)要具備足夠的抗破壞、抗變形、抗疲勞能力及良好的密封性、穩(wěn)定性。在傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),主要依據(jù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè),采用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行校核。這種方法能夠保證結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度,減小了振動(dòng),但難以實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度及重量的最優(yōu)化。隨著數(shù)值仿真技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法難以滿足先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)要求。因此,在現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)薄壁機(jī)匣安裝邊螺栓連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)階段,考慮振動(dòng)、強(qiáng)度和重量的綜合優(yōu)化設(shè)計(jì)顯得尤為重要。本文以薄壁機(jī)匣螺栓連接結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象,利用Ansys Workbench軟件建立了五種機(jī)匣螺栓連接結(jié)構(gòu)有限元簡(jiǎn)化模型,分別開展了動(dòng)力特性研究。對(duì)比分析可知標(biāo)準(zhǔn)型安裝邊結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和振動(dòng)性能較好。為此選取標(biāo)準(zhǔn)型安裝邊高度、安裝邊厚度、機(jī)匣厚度和螺栓個(gè)數(shù)為設(shè)計(jì)變量,以結(jié)構(gòu)質(zhì)量、一階固有頻率和最大等效應(yīng)力為目標(biāo)函數(shù),采用Box-Behnken法設(shè)計(jì)樣本點(diǎn)和有限元計(jì)算結(jié)果建立二階響應(yīng)面模型,同時(shí)基于層次分析法計(jì)算權(quán)系數(shù),并利用遺傳算法實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)。最后,對(duì)優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證和有限元驗(yàn)證。采用錘擊法對(duì)試驗(yàn)件進(jìn)行模態(tài)試驗(yàn),得到... 

【文章來源】：沈陽航空航天大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

安裝邊螺栓結(jié)構(gòu)的載荷與變形關(guān)系

截面B B處軸向彎矩為： 1M 1 Pb(2.6)截面B B處彎曲應(yīng)力： 26 1B Bm cpPbD s (2.7)在進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)時(shí)，螺栓連接結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足如下要求：0.6A A B B 0.6 (2.8)式中， 為考慮持續(xù)時(shí)間和工作溫度的材料強(qiáng)度極限。在受力分析基礎(chǔ)上，初選安裝邊螺栓連接結(jié)構(gòu)參數(shù)。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)，橫向安邊有以下兩種結(jié)構(gòu)，如圖 2.5 所示。這兩種結(jié)構(gòu)均設(shè)置一個(gè)過渡臺(tái)階，其中圖(a)是通圓弧R 直接延伸到等厚度壁厚處；圖(b)是經(jīng)過一個(gè)帶錐度的安裝邊頸部，延伸到等厚壁厚處。具體尺寸確定如下：

圖 3.1 機(jī)匣安裝邊螺栓連接結(jié)構(gòu)有限元模型表 3.1 機(jī)匣安裝邊螺栓連接有限元模型參數(shù)徑 255mm 機(jī)匣內(nèi)徑 249m高度 27mm 單個(gè)機(jī)匣長(zhǎng)度 608m厚度 4mm 螺栓個(gè)數(shù) 12邊螺栓連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，現(xiàn)有的安裝邊類型主要有標(biāo)準(zhǔn)及錐型。本章節(jié)研究了以上提到的五種安裝邊類型的整體。所建立的五種安裝邊類型有限元模型如圖 3.2 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]航空發(fā)動(dòng)機(jī)螺栓連接優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究[D]. 楊韶.電子科技大學(xué) 2009
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本文編號(hào)：3411772