某航空发动机典型外部管路振动应力分析与验证

航空发动机外部管路是影响发动机使用可靠性的重要因素之一。为检测某航空发动机典型外部管路振动应力是否满足要求,本文利用有限元分析方法,分析计算典型管路的固有频率和振动应力分布。同时,结合该发动机台架试验测得的实际振动应力,根据管路振动疲劳试验结果,验证了典型外部管路满足可靠性要求。

航空发动机外部管路防火耐火试验技术

航空发动机的燃油、滑油可燃介质通过外部管路输送,外部管路的结构和功能完整性对发动机持续适航十分重要。安装在发动机火区内的外部管路,需根据适航规章要求及相关防火试验标准开展防火耐火试验。本文分析了试验需求,设计了外部管路的供油系统、加热系统、振动系统和着火系统,该试验技术对类似的综合试验具有一定的指导意义。

涡轴发动机外部管路防火试验传热仿真方法研究

防火试验是航空发动机适航取证的重要试验,但目前缺乏相应的传热仿真方法,前期设计缺乏理论基础,导致试验通过率不高,因此需研究针对防火试验条件的零件传热仿真分析方法.本文解读国际标准ISO2685,根据火焰热流标定要求,分析得出了火焰对零件的换热系数,获得了火焰换热边界条件;基于ANSYS软件研究了一维流体与三维固体耦合换热分析方法,以涡轴发动机两个典型滑油管路为例,完成了防火试验5min的传热仿真模拟,获得了试验管路(含内部滑油)在火焰加热条件下的瞬态温度变化及分布,为管路结构设计及封严选型提供支持.本文研究的防火传热仿真分析方法工程性较强,具有普适性,可用于航空发动机各类防火试验件的传热仿真.

航空发动机外部管路自动敷设研究

采用三维加权网格对发动机复杂三维模型进行网格划分,描述敷管的自由空间,在此基础上利用改进的Lee算法以及最小斯坦纳树生成法,结合各种启发式规则,开发出航空发动机网格敷管系统(AEGRS)。并通过实例,验证了自动敷管的可行性。

航空发动机外部管路的振动响应分析

针对航空发动机外部管路的动力学设计需求,采用基于试车实测数据的振动响应求解方法,对典型管路的振动响应特性进行了计算分析。研究结果表明:在风扇机匣位置的管路主要承受转子不平衡和风扇气动激励,表现为典型的简谐激励特征,可采用谐响应分析方法求解其振动响应。低阶振型对管路的动态特性起决定作用,振动能量输入导管结构后,响应输出方向可能发生变化。在燃烧室及尾喷口位置的管路主要承受来自于燃烧室火焰脉动和气动噪声激励,表现为典型的随机激励特征,可采用动力学谱密度方法求解其振动响应,得到功率谱密度响应曲线及具有一定置信度的位移分布和应力分布。

航空发动机外部管路振动模态试验研究

为分析不平衡振动对航空发动机外部管路结构影响,构建管路的真实与简化模型,通过双应变片传感器测试管路振动模态试验方法研究两端固支长薄壁管路的振动特征,并对管路模型有限元仿真计算比较。结果表明:简化与真实模型的试验结果基本一致;两种模型主振型均为1弯、2弯、3弯;两种模型固有频率除第1阶管路两端不能完全固支约束差异大外,后2阶在10%误差内;试验结果与仿真结果保持一致。振动模态试验方法对材料参数不全构件振动特征分析,助于管路结构优化与特征精确预测。

航空发动机外部管路工装数字化设计

外部管路工装数字化设计以Teamcenter数据管理系统为平台,开发全三维数字化工装研发模式,将模块化设计的理念应用到工装设计中,构建工装数据库,搭建工装数字化设计的系统构架,实现工装设计知识和经验的积累、重用与共享,实现工装数据的有效管理和状态控制。

UG软件在航空发动机外部管路设计中的应用

论述了UG软件在航空发动机外部管路设计中的应用过程及优势。

基于ANSYS的航空发动机外部管路振动仿真分析

基于ANSYS Workbench对航空发动机外部管路进行仿真分析。针对直管型管路、90˚型管路、S型管路、Ω型管路及其不同壁厚,对管路固有频率、模态以及振动响应进行了分析。仿真分析结果表明,随着管路壁厚的增加,管路的固有频率也逐渐增加。直管型管路、S型管路、Ω型管路振动响应较小,90˚型管路振动响应较大。分析结果为航空发动机外部管路优化设计提供了一定的依据。

发动机外部管路系统的卡箍布局多目标优化

针对航空发动机外部管路系统卡箍布局不合理而导致发动机发生共振或振动过大问题,对发动机复杂管路的卡箍布局进行优化设计。将卡箍简化为末端固定的线性约束弹簧单元,建立管路系统的整体有限元模型;进行卡箍在复杂3维管路上的位置参数化处理;通过相对灵敏度分析获得对固有频率以及随机振动响应影响较大的5个关键卡箍位置参数;确定2个优化目标分别为前4阶固有频率远离发动机工作频率和随机振动应力均方根响应最小化;采用多目标遗传算法对5个关键卡箍参数进行优化。结果表明:通过优化设计同时实现了多阶频率调节和随机振动应力均方值的减小;对不同优化方案的效果进行对比发现,不同的优化方法各有优劣,无法使2个优化目标同时达到最优结果。

基于UG、3DVIA的航空发动机外部管路装配工艺可视化设计

为了解决发动机外部管路装配工艺设计难度大、周期长、装配工艺规程直观性差等问题,提出了利用UG、3DVIA软件进行发动机外部管路装配工艺可视化设计的方法。介绍了发动机外部管路装配工艺可视化设计的总体流程及实现方法,包括工艺模型建模、装配工艺可视化设计和装配工艺可视化输出。并针对发动机外部管路装配过程中的非常规分解、因管路结构设计变化而带来的工艺更改、管路装配应力等问题,利用可视化工艺设计方法提出了相应解决措施。应用结果表明:该方法大幅度提高了管路装配工艺设计质量与效率,形成的装配动画及3维图解能够直观地指导现场装配。

航空发动机外部管路的振动特性分析

基于ANSYS Workbench建立了4种典型航空发动机外部管路模型,分析了4种典型管型下卡箍数量、间距、位置对管路系统振动特性的影响,研究了管路内部流体应力对管路系统振动响应的规律。结果表明,对于不同管型的管路,卡箍加载的位置、数量对其固有频率的影响比较大。卡箍的数量越多,间距越近,越靠近管路几何中心,管路系统固有频率越大。管路内部流体应力越大,管路系统的振动响应越大,不同管型下最大共振峰位置不同,振动响应也不同。研究结果为管路设计及管路日常维护提供了一定的依据。

航空发动机外部管路调频方法研究

为了使航空发动机外部管路调频工作简化和效率提高,运用有限元方法、通过计算机仿真,对航空发动机外部管路模态进行计算分析,得到了卡箍约束位置对外部管路1阶固有频率的影响规律;引入管路等效长度和等效系数的概念,总结得到典型结构管路的管长等效系数值;综合卡箍约束位置对外部管路固有频率的影响规律、典型管路结构的管长等效系数和工程实际经验,归纳得到管路调频的一般工作步骤,用于指导管路调频工作,显著地提高了管路调频工作效率。

航空发动机外部管路的结构与动力学特征参数分析

针对航空发动机外部管路系统的动力学设计需求,采用理论计算与试验测试相结合的方法研究管路系统的关键设计参数及影响规律。研究结果表明:外径、跨度和弯曲角度是影响导管振动特性的主要结构与装配参数,随外径增大,导管基频提高;随跨度增大,基频降低;随弯曲角度增大,基频提高。而弯曲半径、壁厚和安装横向偏移对固有特性的影响很小,可不予考虑。导管充液后,各阶模态频率会略有降低,液体密度越大,影响越大;而流体压力和速度对模态特性影响很小,可不予考虑。

航空发动机外部管路支架断裂分析及优化

针对航空发动机外部管路支架在整机试车中发生的断裂故障,经过断口分析,确定支架的断裂性质为疲劳断裂。从设计、加工、装配的角度进行故障树分析,确定裂纹萌生的主要原因是支架结构尺寸设计不合理,加上振动应力、装配应力及加工质量不符合要求综合所致。据此,提出两种支架改进方案,并通过建立有限元模型,分别进行了相同振动幅值和相同激振力下的强度对比分析。结果显示,通过增加支架厚度和宽度提高支架高周疲劳强度储备可以有效避免该故障的发生,且改进后的支架抗振能力大幅提高。经后续试验验证,支架断裂故障得以排除。

航空发动机外部管路特性与系统动力学参数研究

根据航空发动机外部系统管路动力学设计原理,通过理论计算与实验测试相结合的方式对外部管路系统关键设计参数进行研究。经过实践研究发现,发动机外径、跨度和弯曲角度等结构都能够对导管振动特性产生影响,并且伴随外径系数增加,导管基本频率会提升,跨度增大后,基频会下降,弯曲程度增加,基频随之提升,弯曲半径等其他固有特性不会有较大影响,可以忽略不计。当导管注入介质后,各阶频率随介质密度增大,基频降低越明显,液体压力和速度不会有较大影响,忽略不计。

海洋环境用燃机外部管路防腐措施的研究

本文阐述了海洋环境用燃气轮机外部管路的锈蚀情况,针对锈蚀区域点蚀特征明显以及焊缝区域呈现较严重均匀腐蚀特征等特点,提出涂层防护及换材料防腐措施。通过对涂漆工艺的改进,以及对不同管材特性的分析,提出试验方案,并通过改进加工工艺、焊接工艺以及环境试验等多方面验证了换材料防腐措施的有效性。

航空发动机外部管路感应钎焊技术

介绍了航空发动机外部管路的结构特点,简单讲解了外部管路感应钎焊的基本原理和对管路感应钎焊设备进行了 介绍,就典型管路的感应钎焊工艺进行了详细讲述,重点就焊接变形控制技术讲解了密封接头感应钎焊的防变形技术。

粘胶纤维厂区外部管路的设计与施工

粘胶纤维厂区外部管路的设计和安装除了应遵循化工管路的基本原则,还应注意粘胶纤维厂特有的现象。阐述了管路设计、施工中容易出现和忽视的几个问题以及解决办法。

航空发动机外部管路设计的探讨

传统的航空发动机外部管路设计虽能达到设计目标，但存在周期长、反复多、成本高等弊端，而通过数字化的三维设计手段建立数字样机．-j-~克服这些弊端，从而提高设计水平。