本文關(guān)鍵詞：雙層機(jī)匣包容性研究

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【摘要】：航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的機(jī)匣包容性問題是十分重要的研究課題。航空發(fā)動(dòng)機(jī)中的雙層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)越來越受到青睞,研究其較于單層的優(yōu)越性也越來越受到重視。對(duì)雙層金屬機(jī)匣包容性的研究不僅在學(xué)術(shù)上是一種進(jìn)步,對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的工程應(yīng)用也有著十分重要的前景意義。本文研究了雙層金屬機(jī)匣的抗沖擊能力及內(nèi)襯復(fù)合材料機(jī)匣的包容能力。主要從厚度比和兩板之間的間距角度來進(jìn)行建模和數(shù)值分析。主要得出以下結(jié)論：在相同厚度(即雙層板的內(nèi)、外層板厚度相加后與單層板厚度相同)下,雙層的包容能力強(qiáng)于單層；層間距對(duì)包容性的影響是不可定性的,并不隨層間距的改變呈明顯的規(guī)律趨勢(shì)；不同的厚度比對(duì)包容性有較大的影響,厚度比越小,即內(nèi)層板與外層板的比值越小,外層相對(duì)吸收的能量也就越多,整體的抵抗能力也就有所提升。內(nèi)襯凱芙拉復(fù)合材料則采用復(fù)合層板的建模方式,建立復(fù)合材料纖維在不同鋪層方式下的模型,并進(jìn)行模擬比較。建立內(nèi)襯5mm、15mm、25mm復(fù)合材料層模型,并發(fā)現(xiàn)隨著復(fù)合層板層數(shù)的增加,靶板的抗沖擊能力逐漸增大。同時(shí)也對(duì)機(jī)匣安裝邊螺栓的抗沖擊能力進(jìn)行了初步的研究驗(yàn)證。對(duì)現(xiàn)今應(yīng)用最廣的三大機(jī)匣包容準(zhǔn)則采用數(shù)值試驗(yàn)的方法對(duì)其臨界速度做了驗(yàn)證,并分析了較適用于打靶模型的包容準(zhǔn)則。在塑性動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)上,運(yùn)用葉片沖擊力簡(jiǎn)化為動(dòng)載荷的方法對(duì)其沖擊薄板的經(jīng)過進(jìn)行理論的分析和推導(dǎo),并采用數(shù)值模擬的方法初步建立了雙層靶板的包容準(zhǔn)則,通過對(duì)葉片的剩余速度、靶板最大撓度的研究及靶板能量變化來建立一定的關(guān)系式,得到雙層靶板臨界速度的近似值。
【關(guān)鍵詞】：航空發(fā)動(dòng)機(jī) 雙層機(jī)匣 層間距 厚度比 數(shù)值模擬 雙層包容性準(zhǔn)則
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V23
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-13
• 1.1 研究背景及意義8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容12-13
• 2 包容性理論13-17
• 2.1 非包容失效模式13-14
• 2.2 包容性影響因素14-15
• 2.2.1 斷裂葉片的影響14
• 2.2.2 機(jī)匣自身的影響14-15
• 2.3 靶板動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響15-17
• 2.3.1 撞擊速度對(duì)靶板結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響15-16
• 2.3.2 靶板厚度對(duì)靶板結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的影響16-17
• 3 雙層金屬機(jī)匣抗沖擊數(shù)值模擬17-29
• 3.1 有限元模型17-21
• 3.1.1 LS-DYNA17-18
• 3.1.2 幾何模型18-19
• 3.1.3 材料模型19-20
• 3.1.4 網(wǎng)格劃分20
• 3.1.5 定義接觸及邊界條件20-21
• 3.1.6 設(shè)置時(shí)間步長(zhǎng)21
• 3.2 雙層靶板數(shù)值仿真結(jié)果與分析21-22
• 3.3 層間距對(duì)抗沖擊能力的影響22-25
• 3.3.1 5mm+5mm22-23
• 3.3.2 8mm+2mm23-24
• 3.3.3 2mm+8mm24-25
• 3.4 厚度分配比對(duì)抗沖擊能力的影響25-26
• 3.5 雙層靶板與單層靶板的比較26-28
• 3.6 本章總結(jié)28-29
• 4 內(nèi)襯復(fù)合材料機(jī)匣的數(shù)值仿真研究29-36
• 4.1 本構(gòu)模型29-32
• 4.1.1 Kevlar纖維鋪層角及鋪層數(shù)29-30
• 4.1.2 有限元模型30-31
• 4.1.3 材料模型31-32
• 4.2 試驗(yàn)結(jié)果分析32-35
• 4.2.1 鋪層方式32-34
• 4.2.2 復(fù)合層板不同厚度比較34-35
• 4.3 本章總結(jié)35-36
• 5 安裝邊和螺栓連接結(jié)構(gòu)的抗沖擊數(shù)值模擬36-43
• 5.1 模型參數(shù)設(shè)置36-39
• 5.1.1 模型建立36-37
• 5.1.2 材料定義37-38
• 5.1.3 參數(shù)設(shè)置38-39
• 5.2 仿真結(jié)果分析39-42
• 5.2.1 葉片不同撞擊姿態(tài)的影響39-40
• 5.2.2 從螺栓所受的碰撞力角度分析40-42
• 5.3 本章總結(jié)42-43
• 6 雙層機(jī)匣包容準(zhǔn)則探討43-59
• 6.1 包容性準(zhǔn)則簡(jiǎn)介43-45
• 6.2 機(jī)匣包容性評(píng)估方法驗(yàn)證45-46
• 6.3 板間接觸碰撞對(duì)包容性的影響46-47
• 6.4 雙層靶板沖擊理論分析47-51
• 6.5 雙層機(jī)匣包容準(zhǔn)則的初步建立51-58
• 6.5.1 剩余速度與撞擊速度的關(guān)系51-52
• 6.5.2 2mm板未被擊穿情況時(shí),最大撓度值與撞擊速度的關(guān)系52-53
• 6.5.3 2mm板被擊穿情形時(shí)最大撓度值的變化趨勢(shì)53-54
• 6.5.4 葉片速度損失系數(shù)54-55
• 6.5.5 沖擊過程中的動(dòng)能變化研究55-56
• 6.5.6 雙層包容準(zhǔn)則56
• 6.5.7 驗(yàn)證正確性56-58
• 6.6 本章總結(jié)58-59
• 7 總結(jié)與展望59-61
• 7.1 總結(jié)59-60
• 7.2 展望60-61
• 致謝61-62
• 參考文獻(xiàn)62-65

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前8條

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5 宣海軍;陸曉;洪偉榮;廖連芳;;航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣包容性研究綜述[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2010年08期

6 何慶;宣海軍;廖連芳;洪偉榮;;平板條葉片撞擊靶板的數(shù)值仿真研究[J];航空發(fā)動(dòng)機(jī);2009年03期

7 于連超;陳偉;關(guān)玉璞;黃志勇;;多層機(jī)匣的包容性數(shù)值仿真研究[J];航空發(fā)動(dòng)機(jī);2009年04期

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本文編號(hào)：555148