航空發(fā)動(dòng)機(jī)非連續(xù)結(jié)構(gòu)力熱傳遞機(jī)理及振動(dòng)特性研究.pdf

1、在現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制過程中，由于工藝的限制，航空發(fā)動(dòng)機(jī)的各個(gè)部件特別是機(jī)匣是不連續(xù)的，這種結(jié)構(gòu)上的非連續(xù)性會(huì)影響機(jī)匣結(jié)構(gòu)的力熱傳遞特性，從而影響航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣的振動(dòng)特性。
　　在傳統(tǒng)的靜子機(jī)匣部件的振動(dòng)特性研究中，常常忽略機(jī)匣安裝邊的螺栓連接結(jié)構(gòu)，認(rèn)為機(jī)匣是連續(xù)的，而且在計(jì)算中忽略溫度場(chǎng)的作用。忽略螺栓連接結(jié)構(gòu)及溫度的作用會(huì)影響有限元模型的準(zhǔn)確度，導(dǎo)致仿真計(jì)算的結(jié)果產(chǎn)生較大的偏差，使得計(jì)算結(jié)果失去可信度。本文以有限元法為基礎(chǔ)，研

2、究討論適用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)非連續(xù)機(jī)匣的振動(dòng)特性分析計(jì)算方法，建立航空發(fā)動(dòng)機(jī)非連續(xù)機(jī)匣結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)計(jì)算模型并計(jì)算分析其振動(dòng)特性。
　　首先研究螺栓連接結(jié)構(gòu)的建模方法，分別分析了虛擬材料法、多點(diǎn)約束法和彈簧阻尼法在螺栓建模方面的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇了適用于有限元建模的螺栓連接結(jié)構(gòu)建模方法。在此基礎(chǔ)上建立螺栓連接結(jié)構(gòu)的有限元分析模型，開展結(jié)合面接觸剛度和接觸熱阻的研究工作，在力學(xué)傳遞特性方面研究了螺栓預(yù)緊力、螺栓分布和螺栓數(shù)目對(duì)機(jī)匣彎曲剛度和振動(dòng)頻率

3、的影響，在傳熱特性研究方面研究了溫度和結(jié)合面形貌參數(shù)對(duì)接觸熱阻的影響規(guī)律。最后針對(duì)某具體的航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣，在保留螺栓連接結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上建立了其動(dòng)力學(xué)分析模型，并將接觸剛度和接觸熱阻引入計(jì)算模型中，分析了螺栓連接結(jié)構(gòu)和溫度場(chǎng)對(duì)機(jī)匣振動(dòng)特性的影響。
　　研究結(jié)果表明，由于螺栓連接結(jié)構(gòu)的存在，機(jī)匣的結(jié)構(gòu)剛度會(huì)降低；螺栓預(yù)緊力、螺栓分布和螺栓的數(shù)目會(huì)影響機(jī)匣的抗彎剛度和振動(dòng)頻率；螺栓結(jié)合面的接觸熱阻受到溫度和結(jié)合面微觀形貌的影響；在對(duì)非連續(xù)