本文關(guān)鍵詞：機(jī)匣安裝邊在氣體力和軸向力作用下的特性研究

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【摘要】：機(jī)匣是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的重要部件之一,它可通過軸承支承旋轉(zhuǎn)件,也可固定靜子葉片和附件等,在機(jī)匣上還有為各種用途而設(shè)計(jì)的凹槽或孔穴等,結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子,對(duì)支點(diǎn)的同心度要求很高,機(jī)匣安裝邊“對(duì)”之間只能采用硬連接,而機(jī)匣工作過程中,不僅要承受內(nèi)部氣體壓力和螺栓預(yù)緊力,而且還要受到前后機(jī)匣的軸向力作用,受力較為復(fù)雜。因此,安裝邊連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不僅要考慮強(qiáng)度、剛度、同心度的要求,還要滿足密封性要求。本文首先研究螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)參數(shù)及預(yù)緊力對(duì)機(jī)匣同心度的影響,使用有限元和MATLAB軟件,采用最小二乘法擬合圓心的方法,研究了螺栓預(yù)緊力、位置和數(shù)量對(duì)某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)靜子機(jī)匣同心度的影響,同心度隨著螺栓預(yù)緊力和螺栓數(shù)量的增大而增大,而螺栓的位置對(duì)同心度的影響沒有規(guī)律性變化;使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和Monte Carlo相結(jié)合的方法對(duì)多個(gè)螺栓的位置和預(yù)緊力變化進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,分別得到了多個(gè)螺栓位置和預(yù)緊力變化對(duì)同心度的影響。以某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)機(jī)匣為模型,采用有限元法分別計(jì)算了機(jī)匣安裝邊在不同的螺栓預(yù)緊力、內(nèi)部氣體壓力和軸向力作用下,螺栓、安裝邊和機(jī)匣的應(yīng)力和變形,計(jì)算分析表明內(nèi)部氣體壓力對(duì)螺栓、安裝邊和機(jī)匣的應(yīng)力變化影響不大,軸向力對(duì)螺栓、安裝邊和機(jī)匣應(yīng)力有一定的影響,而螺栓預(yù)緊力對(duì)螺栓、安裝邊和機(jī)匣的應(yīng)力影響最大;而安裝邊的變形隨著內(nèi)部氣體壓力、螺栓預(yù)緊力和軸向力的變化,沒有呈現(xiàn)出規(guī)律性。而機(jī)匣的變形隨著軸向力的增加而增大,隨著螺栓預(yù)緊力的增加而減小。本文分析了分半式機(jī)匣和分段式機(jī)匣安裝邊泄漏的情況,使用有限元軟件對(duì)分段式機(jī)匣的泄漏問題進(jìn)行了計(jì)算研究和試驗(yàn)驗(yàn)證,得到內(nèi)部氣體壓力對(duì)安裝邊間隙的影響較小;而在軸向力不變的情況下,隨著螺栓預(yù)緊力的增大,安裝邊間隙減小;在螺栓預(yù)緊力不變的情況下,隨著軸向力的增大,安裝邊間隙增大。試驗(yàn)結(jié)果證明了有限元計(jì)算的正確性。本文通過對(duì)機(jī)匣安裝邊強(qiáng)度、剛度、同心度和密封性的綜合研究,為航空發(fā)動(dòng)機(jī)靜子機(jī)匣的設(shè)計(jì)提供了參考。
【關(guān)鍵詞】：機(jī)匣 同心度 強(qiáng)度 剛度 密封性
【學(xué)位授予單位】：沈陽航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V232
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-13
• 第1章 緒論13-18
• 1.1 選題背景和意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 課題研究內(nèi)容16-18
• 第2章 機(jī)匣安裝邊結(jié)構(gòu)分析研究18-29
• 2.1 螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)分析18-19
• 2.2 安裝邊的應(yīng)力分析19-20
• 2.3 安裝邊剛度分析20-23
• 2.4 機(jī)匣安裝邊泄漏理論分析23-29
• 2.4.1 安裝邊尺寸23-24
• 2.4.2 螺栓數(shù)量的確定24-27
• 2.4.3 分析螺栓間距對(duì)安裝邊泄漏的影響27-29
• 第3章 螺栓聯(lián)接對(duì)靜子機(jī)匣同心度影響的研究29-42
• 3.1 有限元法29-30
• 3.2 理論分析研究30-34
• 3.2.1 同心度理論研究30
• 3.2.2 最小二乘法理論研究30-32
• 3.2.3 統(tǒng)計(jì)理論研究32-34
• 3.3 某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)靜子機(jī)匣有限元分析34-41
• 3.3.1 有限元模型的建立34
• 3.3.2 模型材料屬性的設(shè)置34-35
• 3.3.3 模型網(wǎng)格的劃分35
• 3.3.4 模型邊界條件的設(shè)置35-36
• 3.3.5 計(jì)算結(jié)果分析36-39
• 3.3.6 多個(gè)螺栓預(yù)緊力和位置變化分析39-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第4章 機(jī)匣安裝邊靜強(qiáng)度和靜剛度的研究42-61
• 4.1 有限元計(jì)算分析42-44
• 4.1.1 有限元模型的建立42
• 4.1.2 模型材料屬性的設(shè)置42-43
• 4.1.3 模型網(wǎng)格的劃分43
• 4.1.4 模型邊界條件的設(shè)置43-44
• 4.2 計(jì)算結(jié)果分析44-59
• 4.2.1 應(yīng)力結(jié)果分析44-52
• 4.2.2 變形結(jié)果分析52-57
• 4.2.3 剛度計(jì)算57-59
• 4.3 本章小結(jié)59-61
• 第5章 機(jī)匣安裝邊泄漏分析研究61-69
• 5.1 安裝邊泄漏分析61-65
• 5.1.1 分半式機(jī)匣泄漏分析61-63
• 5.1.2 分段式機(jī)匣泄漏分析63-65
• 5.2 安裝邊處間隙分析研究65-67
• 5.3 本章小結(jié)67-69
• 第6章 安裝邊螺栓聯(lián)接密封試驗(yàn)研究69-82
• 6.1 有限元模型分析69
• 6.2 有限元結(jié)果分析69-70
• 6.3 試驗(yàn)方案的確定70-74
• 6.3.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>70-71
• 6.3.2 試驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)71-72
• 6.3.3 數(shù)據(jù)采集裝置72
• 6.3.4 埋入式螺栓應(yīng)變計(jì)72-74
• 6.3.5 試驗(yàn)步驟74
• 6.4 試驗(yàn)參數(shù)的確定74-75
• 6.4.1 螺栓預(yù)緊力大小的確定74
• 6.4.2 試驗(yàn)件內(nèi)壓計(jì)算74-75
• 6.5 螺栓加載方案的確定75-76
• 6.5.1 ASME PCC-1 方案75-76
• 6.5.2 JIS B 2251方案76
• 6.5.3 順次加載方案76
• 6.6 試驗(yàn)結(jié)果與分析76-81
• 6.6.1 不同加載方案下試驗(yàn)件預(yù)緊力規(guī)律76-79
• 6.6.2 不同加載方式下安裝邊處泄漏情況79-81
• 6.7 本章小結(jié)81-82
• 結(jié)論82-85
• 參考文獻(xiàn)85-87
• 致謝87-88
• 攻讀碩士期間發(fā)表（含錄用）的學(xué)術(shù)論文88

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