本文關(guān)鍵詞：不同材料的靜子葉片與機(jī)匣典型連接方案的分析評估

  更多相關(guān)文章： 2.5維編織復(fù)合材料 靜子葉片與機(jī)匣連接方案 細(xì)觀幾何模型 強(qiáng)度分析 加紗比

【摘要】：壓氣機(jī)是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件,而壓氣機(jī)靜子葉片與機(jī)匣的連接結(jié)構(gòu)也是壓氣機(jī)的關(guān)鍵部件,其失效直接影響到航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。2.5維編織復(fù)合材料作為一種特殊的三維編織復(fù)合材料,有效地解決了三維編織復(fù)合材料在異形織物中的不足,使得2.5維編織復(fù)合材料在航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的應(yīng)用更為廣泛。目前國內(nèi)對于編織復(fù)合材料壓氣機(jī)靜子葉片與機(jī)匣連接方案的強(qiáng)度研究尚未成熟,對于編織復(fù)合材料與層合復(fù)合材料、鈦合金的搭配使用的連接方案也沒有研究的經(jīng)驗(yàn)。本文針對目前比較成熟的兩種2.5維編織復(fù)合材料靜子葉片與機(jī)匣連接方案進(jìn)行了強(qiáng)度分析,討論了加紗結(jié)構(gòu)的連接方案中加紗比對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的影響;并預(yù)測了層合復(fù)合材料和鈦合金分別與編織復(fù)合材料構(gòu)成連接結(jié)構(gòu)時(shí)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。本文的主要研究結(jié)論如下:(1)建立了2.5維編織復(fù)合材料細(xì)觀幾何模型與剛度預(yù)測模型。采用矩形經(jīng)紗-六邊形緯紗截面描述單胞結(jié)構(gòu)內(nèi)的紗線截面形狀,考慮了RTM成型工藝對2.5維編織復(fù)合材料表層經(jīng)紗的影響,建立了2.5維編織復(fù)合材料三單胞模型�；隗w積平均方法和本文的三單胞幾何模型建立了2.5維編織復(fù)合材料剛度預(yù)測模型,通過APDL語言實(shí)現(xiàn)了剛度預(yù)測模型的程序化,預(yù)測了六種不同編織結(jié)構(gòu)的2.5維編織復(fù)合材料的力學(xué)性能參數(shù),并與已有的試驗(yàn)結(jié)果對比驗(yàn)證了本文剛度預(yù)測模型的有效性。(2)針對不同的靜子葉片與機(jī)匣連接方案建立了不同的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析方法�；诰鶆蚧枷�,將復(fù)雜的靜子葉片與機(jī)匣連接結(jié)構(gòu)劃分為很多單胞尺寸大小的單元,對不同材料的部位賦予不同的材料初始屬性值,依據(jù)不同的失效準(zhǔn)則進(jìn)行單胞失效判斷,并采用不同的剛度退化規(guī)律(金屬材料除外)計(jì)算單胞退化后的力學(xué)性能參數(shù),根據(jù)失效單胞的部位與數(shù)量,對靜子葉片與機(jī)匣采用不同方法分別判斷結(jié)構(gòu)是否破壞。并對采用同種材料的兩種不同連接方案的失效單元數(shù)、極限載荷和葉尖撓度進(jìn)行對比評估。(3)預(yù)測了加紗比對于加紗結(jié)構(gòu)的2.5維編織復(fù)合材料靜子葉片與機(jī)匣連接結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度影響。針對強(qiáng)度較好的連接方案的薄弱易損部位進(jìn)行局部加紗處理,加紗方式采用經(jīng)向加紗方式,采用加紗結(jié)構(gòu)的2.5維編織復(fù)合材料剛度預(yù)測模型,預(yù)測了加紗比從0增加到1的過程中材料的力學(xué)性能參數(shù)變化趨勢,分析了連接方案的極限強(qiáng)度和葉尖撓度隨加紗比增加的變化趨勢。
【關(guān)鍵詞】：2.5維編織復(fù)合材料 靜子葉片與機(jī)匣連接方案 細(xì)觀幾何模型 強(qiáng)度分析 加紗比
【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】：2015
【分類號(hào)】：V233
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注釋表12-14
• 第一章 緒論14-23
• 1.1 引言14-15
• 1.2 國內(nèi)外研究狀況15-20
• 1.2.1 編織復(fù)合材料力學(xué)性能研究15-18
• 1.2.2 壓氣機(jī)靜子葉片與機(jī)匣連接方案及強(qiáng)度分析研究概況18-20
• 1.3 目前國內(nèi)外研究中主要存在的問題20
• 1.3.1 編織復(fù)合材料結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析研究中存在的問題20
• 1.3.2 編織復(fù)合材料靜子葉片與機(jī)匣連接方案及強(qiáng)度研究中存在的問題20
• 1.4 本文研究的內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)20-23
• 1.4.1 本文研究的主要內(nèi)容20-21
• 1.4.2 本文研究的創(chuàng)新點(diǎn)21-23
• 第二章 2.5 維編織復(fù)合材料剛度預(yù)測模型研究23-35
• 2.1 引言23
• 2.2 2.5維編織復(fù)合材料細(xì)觀幾何模型23-27
• 2.2.1 過渡胞的細(xì)觀幾何參數(shù)計(jì)算24-25
• 2.2.2 面胞和內(nèi)胞的細(xì)觀幾何參數(shù)計(jì)算25-27
• 2.3 2.5 維編織復(fù)合材料剛度預(yù)測模型27-31
• 2.3.1 過渡胞的剛度矩陣27-30
• 2.3.2 面胞和內(nèi)胞的剛度矩陣30-31
• 2.3.3 總體剛度矩陣31
• 2.4 2.5 維編織復(fù)合材料剛度預(yù)測程序?qū)崿F(xiàn)31-32
• 2.5 2.5 維編織復(fù)合材料剛度預(yù)測與驗(yàn)證32-33
• 2.6 本章小結(jié)33-35
• 第三章 靜子葉片與機(jī)匣連接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度預(yù)測模型與結(jié)構(gòu)評估35-83
• 3.1 引言35
• 3.2 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度預(yù)測模型35-39
• 3.2.1 2.5 維編織復(fù)合材料單胞內(nèi)應(yīng)力分析35-36
• 3.2.2 失效準(zhǔn)則36-38
• 3.2.3 復(fù)合材料剛度退化規(guī)律38-39
• 3.3 葉片與機(jī)匣連接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析方法與程序?qū)崿F(xiàn)39-44
• 3.3.1 結(jié)構(gòu)件強(qiáng)度分析方法39-40
• 3.3.2 基于逐漸損傷理論的強(qiáng)度預(yù)測程序?qū)崿F(xiàn)40-41
• 3.3.3 算例分析與驗(yàn)證41-44
• 3.4 兩種連接方案的靜子葉片與機(jī)匣連接結(jié)構(gòu)分析評估44-81
• 3.4.1 鉚釘式靜子葉片與機(jī)匣連接（方案A）45-61
• 3.4.2 掛鉤式靜子葉片與機(jī)匣連接（方案B）61-73
• 3.4.3 兩種連接方案強(qiáng)度預(yù)測結(jié)果對比分析73-81
• 3.5 本章小結(jié)81-83
• 第四章 添加填充紗的復(fù)合材料靜子葉片與機(jī)匣連接方案強(qiáng)度預(yù)測模型與方案評估83-96
• 4.1 引言83
• 4.2 加紗結(jié)構(gòu)編織復(fù)合材料剛度預(yù)測研究83-87
• 4.2.1 加紗編織復(fù)合材料的剛度預(yù)測方法84-85
• 4.2.2 加紗結(jié)構(gòu)的 2.5 維編織復(fù)合材料剛度預(yù)測程序?qū)崿F(xiàn)85-86
• 4.2.3 加紗結(jié)構(gòu)的 2.5 維編織復(fù)合材料剛度分析與驗(yàn)證86-87
• 4.3 加紗靜子葉片與機(jī)匣連接結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度分析方法87-88
• 4.4 加紗結(jié)構(gòu)的分析評估88-92
• 4.5 加紗比對連接結(jié)構(gòu)強(qiáng)度影響分析92-94
• 4.6 本章小結(jié)94-96
• 第五章 總結(jié)與展望96-98
• 5.1 本文工作總結(jié)96-97
• 5.2 研究工作展望97-98
• 參考文獻(xiàn)98-101
• 致謝101-102
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文102-103
• 附錄 1: 2.5 維編織復(fù)合材料經(jīng)向拉伸試驗(yàn)結(jié)果103

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本文編號(hào)：777652