本文關鍵詞：某型飛機液壓管路動力學分析

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【摘要】：飛機液壓管路系統(tǒng)是飛機系統(tǒng)的重要組成部分,而振動疲勞引發(fā)的飛機液壓管路的強度問題,一直困擾著飛機液壓系統(tǒng)設計師和事故分析人員。隨著飛機的液壓系統(tǒng)朝著高壓化、大功率、重量輕等方向發(fā)展,這一問題變得更加突出。而這些問題可能導致飛機液壓管路的疲勞破壞甚至斷裂,造成巨大的經濟損失和人員傷亡。這必然對飛機液壓系統(tǒng)的設計提出了更高的要求。因此研究飛機液壓系統(tǒng)的振動特性和共振疲勞試驗,并改進管路系統(tǒng)的設計方法,提高管路結構的安全性和疲勞可靠性,具有重要的理論意義和巨大的工程應用價值。前人對管路系統(tǒng)振動的理論計算和有限元仿真技術的研究已經獲得了很多進展。然而國內對于飛機液壓管路系統(tǒng)振動方面的研究主要集中在對簡單管路數學模型的推導和簡單管路的有限元仿真,距離實際工程應用還有一定的差距。因此,基于實際的工程項目,對典型飛機液壓管路流固耦合振動進行系統(tǒng)的有限元仿真。本文通過研究液壓管路的流固耦合振動的有限元仿真技術,并據此重點對典型飛機液壓管路進行了振動特性分析。主要研究內容如下:首先,闡述了流固耦合的基本理論和方法,基于有限元方法基本理論,分別建立簡單管路的流固耦合模型,并對模型進行了模態(tài)分析,結果與已有結論相符合,驗證了本文有限元仿真分析的正確性與合理性,為飛機液壓管路的動力學分析建立了仿真基礎。其次,完全按照某型飛機液壓管路進行了一比一建模,在三種不同狀態(tài)下,對整個管系進行采用流固耦合法模態(tài)分析,討論了不同狀態(tài)結果對飛機液壓管路的影響,給管路設計人員在設計和修改模型時提供一定的參考。同時介紹了一種管路流固耦合模態(tài)的實驗方法,并與軟件計算結果進行了相互驗證,結果表明,相互驗證了軟件方法和試驗方法的正確性為后文的下一步分析奠定了基礎。再次,對管路模型施加發(fā)動機的隨機激勵譜進行隨機振動分析,來模擬管路在發(fā)動機干擾下的振動情況。針對飛機液壓管路的模型,做了簡要且合理的簡化,進行了隨機仿真分析,對結果進行了分析對比,驗證了隨機分析方法可信分析結果可靠。最后,利用ANSYS Mechanical對某飛機液壓管路進行基于流固耦合的動力學分析,對比了分析結果和試驗數據,驗證了響應結果基本與實際情況相符,并對最大范氏應力處的螺柱進行了疲勞校核。
【關鍵詞】：液壓管路 振動特性 流固耦合 動力學特性
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V245.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 符號對照表12-14
• 縮略語對照表14-17
• 第一章 緒論17-23
• 1.1 論文背景及研究意義17-18
• 1.2 液壓管路振動的研究方法18-19
• 1.3 液壓管路振動研究現(xiàn)狀19-21
• 1.3.1 國外研究概況20
• 1.3.2 國內研究概況20-21
• 1.4 本文主要工作21-23
• 第二章 流固耦合基本理論23-37
• 2.1 引言23
• 2.2 流固耦合基本概念23-25
• 2.2.1 流固耦合定義和特征23-24
• 2.2.2 流固耦合作用的機理24-25
• 2.3 計算流體動力學25-28
• 2.4 固體力學28-30
• 2.5 流固耦合實例驗證30-35
• 2.5.1 單根直管的流固耦合模態(tài)分析30-33
• 2.5.2 空間彎管的流固耦合模態(tài)分析33-35
• 2.6 小結35-37
• 第三章 飛機液壓管路流固耦合模態(tài)仿真分析37-49
• 3.1 引言37
• 3.2 飛機液壓管路模態(tài)仿真分析37-41
• 3.2.1 飛機液壓管路有限元模型37-38
• 3.2.2 邊界條件處理38
• 3.2.3 模態(tài)分析及結果比較38-41
• 3.3 模態(tài)試驗研究41-47
• 3.4 小結47-49
• 第四章 飛機液壓管路隨機振動仿真分析49-57
• 4.1 引言49
• 4.2 模型的等效49-50
• 4.3 邊界條件處理及加載50-51
• 4.3.1 邊界條件的處理50
• 4.3.2 計算譜值50-51
• 4.3.3 加載51
• 4.4 結果分析51-56
• 4.4.1 最大應力處響應分析51-53
• 4.4.2 測點處應力及響應結果53-56
• 4.5 小結56-57
• 第五章 飛機液壓管路瞬態(tài)分析57-77
• 5.1 引言57
• 5.2 網格劃分與環(huán)境設置57-59
• 5.2.1 管路模型及網格劃分57-58
• 5.2.2 結構阻尼計算58-59
• 5.2.3 分析工況設置59
• 5.3 試驗研究59-62
• 5.4 結果提取與對比62-74
• 5.4.1 仿真結果提取62-66
• 5.4.2 應變測點的提取與對比66-72
• 5.4.3 加速度測點的提取與對比72-74
• 5.5 疲勞分析74-76
• 5.5.1 疲勞強度理論74-75
• 5.5.2 螺柱疲勞強度校核75-76
• 5.6 小結76-77
• 第六章 總結與展望77-79
• 6.1 總結77-78
• 6.2 展望78-79
• 參考文獻79-83
• 致謝83-85
• 作者簡介85-86

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