大型連續(xù)式跨聲速風洞洞體的數(shù)值分析.pdf

1、隨著航空航天技術的飛速發(fā)展，用于空氣動力學試驗研究的各類風洞設備需求日益增多，風洞設備的數(shù)量與試驗能力成為了衡量一個國家航空航天技術發(fā)展水平的標準。為滿足空氣動力學試驗需求，有必要建立起規(guī)模更大、試驗能力更強、功能更加多樣的風洞設備。由于風洞設備結構復雜，設計與建造的周期較長，因此，保證風洞設備能在使用年限內安全運行十分重要。本文以國內某大型連續(xù)式跨聲速風洞洞體結構為研究對象，采用有限元法對其在各種工況下的強度、剛度及疲勞性能進行分析和

2、評定，主要工作和結論如下:
　　1、運用ANSYS WORKBENCH軟件建立大型跨聲速風洞洞體結構有限元模型。為降低模型處理難度，提高計算效率，在保證合理性的前提下，對模型進行分段分析。
　　2、對設計內壓作用下的風洞洞體進行應力分析，得到洞體中的應力分布;依據(jù)JB4732-1995《鋼制壓力容器—分析設計標準》，運用應力分類法對設備進行了強度評定。計算結果表明設備各部位應力強度滿足要求，且強度裕量較大。
　　3、為

3、研究穩(wěn)定段變徑筒體小端連接處結構的改變對承壓能力的影響，分別就無折邊無內伸、無折邊有內伸、有折邊三種結構進行了應力分析和極限分析。應力分類法分析發(fā)現(xiàn)，有折邊結構能夠降低局部不連續(xù)處應力水平，而極限分析結果表明，三種結構對極限載荷值影響不大，即局部結構的變化對該設備整體承載能力影響較小。
　　4、鑒于風洞洞體受四種幅值不同的交變載荷作用，為考察結構在30年的使用期限內發(fā)生疲勞失效的可能，對其進行了疲勞分析。依據(jù)峰值應力強度Sv和JB

4、4732-1995《鋼制壓力容器—分析設計標準》提供的Sa-N曲線，計算得到了風洞洞體的累計疲勞損傷系數(shù)為0.51，小于1，表明結構在使用年限內不會發(fā)生疲勞失效。
　　5、為考察風洞洞體在內部真空情況下是否有發(fā)生屈曲的可能，對結構進行了外壓穩(wěn)定性分析。采用線性特征值法模擬計算得到風洞洞體各段的臨界失穩(wěn)載荷，其中臨界失穩(wěn)壓力最大的是駐室段，為1.01MPa，最小的是亞擴散段方變圓筒體，為0.36MPa。因此，可以認為各段在0.1MP