2.5维机织风扇静子叶片/机匣连接结构静强度分析方法研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 12次 | 上传用户:bitbooy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
风扇静子叶片/机匣连接结构作为航空发动机中的关键部分,其失效对航空发动机整机性能具有严重影响。2.5维机织风扇静子结构借助其材料本身优势,使其具有较高强度的同时,明显减轻了发动机整机重量,提高了推重比。2.5维机织风扇静子的结构设计需要建立在准确的静强度分析基础之上,由于2.5机织材料细观结构复杂,其静强度分析方法与传统金属材料结构有较大不同。目前国内针对2.5维机织复合材料失效机理的研究尚不成熟,对2.5维机织复杂结构件静强度分析方法的研究更为少见。本文针对2.5维机织一体成型的风扇静子连接结构,提出了四种不同的叶片/机匣连接方案,并由复合材料失效机理出发,建立了2.5维机织复杂结构件静强度分析方法,并对各连接方案结构进行了分析与强度评估。本文研究主要内容和结论如下:考虑2.5维机织复合材料加工过程中成型工艺对表层经纱截面尺寸的影响,在原有面胞/内胞二元性代表性单元胞体划分方法上增加了一种新的胞体——过渡胞,并分别对三种胞体建立了细观几何模型。使用张量平均法对不同机织参数的材料进行了刚度预测,结果与实验数据吻合良好。不同类型单胞之间刚度对比的结果表明,过渡胞和内胞的刚度差异明显,表明本文单胞划分方法的必要性。采用宏细观结合方法,针对经纱直段、经纱曲段、纬纱和基体等材料组分在空间复杂应力下可能发生的多种失效模式,基于改进的Hashin准则,分别建立了系统性的材料失效准则及不同失效模式下的刚度退化模型,并基于张量体积平均法预测了材料失效后的弹性性能。引入逐渐累积损伤的思想,建立了2.5维机织复杂结构件静强度系统性分析方法。模拟并分析了材料经向拉伸和纬向拉伸的应力-应变曲线,并与实验进行对比。结果表明:拟合曲线与试验曲线吻合较好。结合2.5维机织复合材料的自身特点和传统金属材料风扇静子结构,提出了四种2.5维机织风扇静子叶片/机匣连接结构方案,使用本文提出的2.5维机织复杂结构件在空间应力状态下的强度分析方法对模拟连接结构进行了逐渐累积损伤分析,得到了各结构方案的失效机理和损伤发展过程。静强度分析结果表明,叶片/机匣悬挂式连接相对其他连接方案具有较好的强度和工艺优势。在此基础上,本文对静子叶片及倒角处进行了加纱强化处理,研究表明,结构局部加纱带来的经向刚度提升有效提高了静子结构的强度,是2.5维机织静子结构强度优化行之有效的方法。
其他文献
随着计算机光学检测技术的飞速发展,近年来计算机光学检测技术在工业自动化、工业在线检测、精密测量等领域得到越来越广泛的应用.指针式仪表是一种在工业中广泛应用的仪表,
在社会新形势的发展过程中,政治思想工作(简称“政工”)是焦炭企业文化发展和传播的重要基础,也是新形势下企业不断发展的重要需求.通过加强焦炭企业政工队伍建设,打造良好的
学位
航空发动机健康管理技术可以有效提高发动机的安全性和可靠性。目前传统的航空发动机健康管理系统设计方法具有周期长、成本高、风险大等问题,而快速原型技术可以有效提高系统
脉冲爆震发动机是一种利用间歇式或脉冲式爆震波产生的高温、高压燃气来产生推力的新概念发动机,这种发动机具有循环热效率高、燃料消耗率低、推重比高、比冲大、结构简单等优
设备状态监测与故障诊断是随着人们对设备可靠性的要求和对设备现代化维修、管理的需要而发展起来的。现代化的生产设备精度高、功能多、结构复杂、运行速度快。一旦发生故障
论文提出一种有预测的采集专业领域网页信息方法,来实现搜索引擎专用化.首先根据样本文档集潜在语义索引模型对文本之间相似计算的方法,构造出用户兴趣模型,可以快速判断页面
航空野战输油管线清管器在输油管线的清理过程中起到了十分重要的作用,但是由于管线内部异物的积聚和管线拐角的特殊构造易使清管器发生卡堵,因此尽快寻找出清管器的卡堵位置成
该文基于北京航空航天大学承担的"十五"国防预研重点课题——"薄壁件数控板材成形技术",对双目视觉传感器三维型面非接触测量技术和三维分区域测量拼接技术进行了研究,并开发
随着制造业信息化进程的不断深入和计算机技术、通讯技术和网络技术的飞速发展,制造业对实现数字化设计/制造/管理一体化技术要求越来越强烈,从而相应地对DNC系统的性能要求