薄壁結構隨機聲疲勞壽命預估的局部應力應變場強法研究.pdf

1、本文針對航空薄壁結構隨機聲疲勞問題，基于薄壁結構在隨機聲激勵下的振動響應的計算和分析，研究了隨機聲疲勞壽命預估的局部應力應變場強法，重點研究了薄壁結構局部應力應變場強的計算以及建立基于局部應力應變場強法的聲疲勞壽命預估模型，在此基礎上，將該方法應用于某型航空發(fā)動機燃燒室火焰筒聲疲勞壽命估算。
　　1.開展了薄壁開孔柱殼結構在有限帶寬高斯白噪聲激勵下的振動響應計算。采用耦合的有限元(FEM)和邊界元(BEM)方法，首先建立了兩種不同

2、開孔方式的薄壁柱殼結構的有限元模型，并進行了動力學特性計算，然后建立邊界元模型，實現(xiàn)了振動響應計算，獲得了薄壁結構在不同聲壓級載荷作用下的振動響應結果，并比較分析了開孔方式對振動響應的影響。
　　2.研究了基于局部應力應變場強理論的聲疲勞壽命估算方法，以此建立了隨機聲疲勞壽命預估模型，并編寫了相關計算程序。研究了局部應力應變場強理論，推導了損傷半徑的求解公式，即可利用有限元技術，結合應力應變場強公式計算局部應力應變場強參數(shù)；基于雨

3、流循環(huán)計數(shù)法則，對局部應力應變場強譜進行循環(huán)計數(shù)；應用應變疲勞Smith-Watson-Topper損傷公式進行損傷計算；最后根據Miner線性累積損傷準則，對損傷進行累積，確定結構疲勞壽命。
　　3.建立了某型航空發(fā)動機燃燒室火焰筒結構有限元模型，完成了模態(tài)計算，采用耦合的有限元(FEM)和邊界元(BEM)，完成了火焰筒結構在實測噪聲載荷作用下的振動響應計算，并分析了其模態(tài)和振動響應特征；應用建立的基于局部應力應變場強法聲疲勞壽