考虑弯曲成形结果的飞机管路强度分析技术研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hejiashuo
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管路作为飞机系统中的一类介质承载输送部件,其强度是飞机正常运行的重要保障。管路中主要组成部分之一的导管,作为典型管件往往是通过直管材弯曲成形而得,其成形结果将很大程度上影响导管的强度和使用性能。但目前针对飞机管路的强度分析多以管路的理论设计模型作为分析对象,对管件弯曲成形过程中加工结果对管件性能和管路整体强度的影响考虑存在欠缺,进而导致管路强度分析结果存在一定偏差。本文针对飞机管路,提出了一种考虑弯曲成形结果的强度分析技术。利用有限元模拟技术对管路中的管件进行弯曲成形过程模拟,获得成形后的成形结果,并将弯曲成形结果映射至强度分析模型中。在考虑弯曲成形结果的基础上,基于弯曲成形后管件的厚度分布、截面形变、残余应力等初始状态进行管路强度分析。为提高分析可行性和分析效率,本分析技术将基于先整体后局部的分析思路,在CAEPIPE软件中对简化的管路梁单元模型进行初步的整体分析,再根据强度整体分析结果在ABAQUS软件中对主要危险区域进行进一步的局部细节分析。通过研究管材的弯曲成形工艺及材料变形过程,明确弯曲成形过程中材料内部的应力应变关系,分析弯曲成形结果的产生原因及规律,对弯曲结果对管件的影响方式及影响程度展开了讨论。在研究飞机管路受载情况和弯曲成形结果对强度分析的影响的基础上,通过简单管路案例对考虑弯曲成形结果的飞机管路强度分析方法进行了详细的研究和阐述。明确分析流程,研究管件的弯曲成形分析方法和弯曲成形结果映射方法。同时通过与不同强度分析方法和实际试验结果的对比,分析所提出方法高效、准确、可靠的优势。利用所提出的强度分析方法,对飞机中典型的废水系统管路和燃油系统管路进行强度分析,并针对分析中涉及到的柔性接头、焊接区域和管径变化区域等特殊管路区域的处理和分析方式展开研究。最后对分析结果进行讨论和研究,分析弯曲成形结果对强度分析结果的影响。
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