基于磁流变原理的航空发动机吊架隔振性能研究

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飞机在运行过程中,由发动机产生推力,经吊架结构和机翼将推力传递给飞机。为此,发动机吊架结构需要承受较大的振动载荷,吊架结构的振动特性直接影响了飞机的安全性和舒适性。而随着未来人们的远程旅行需求,发动机也向着大推力的目标发展。另一方面,磁流变材料由于其优越的半主动控制减振特性在汽车船舶等方面被广泛应用。本文希望在飞机应用领域上进行一些探索,通过磁流变隔振装置降低发动机吊架结构受到的振动损伤。本文首先选用了C919飞机的机翼结构以及CFM56-5B的发动机组合作为建模原型,通过建模软件进行建模仿真分析。根据仿真需求在一定程度上对模型进行了简化。为验证模型的可靠性,使用了包括网格分析、应力分析以及模态分析等分析方法,并依据吊架的仿真结构,验证了该模型在分析模拟方面的可行性和可靠性。其次考虑了飞机在运行过程中的起飞、巡航以及空慢三种工况。运用有限元软件,根据飞机的三种工况对吊架结构进行模拟分析,确定了吊架结构各个关键节点的振动位移响应情况。找到振动情况严重位置,以此确定能够为发动机提供最佳减振效果的隔振器安装位置。根据吊架结构的工作环境设计磁流变隔振器。为确定阻尼力大小,探究库仑力和粘滞力的形成原因及数值化模型,建立了该磁流变隔振器的等效数学模型。最后基于该磁流变隔振器的数学模型,求解得出它在三种工况下的电流值最优解。将磁流变隔振器的减振结果代入发动机吊架结构进行模拟分析,对比未安装磁流变隔振器的吊架结构振动特性。模拟结果表明:通过调节电流大小,该磁流变隔振器能够在各工况下对发动机吊架结构进行有效减振,减少其在飞机上飞行时受到的振动损伤,提高其安全性,可靠性以及飞机舒适性。
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