航空发动机外部管路的动力学特性及流固耦合分析

【类型】学位论文

【作者】赵爽 

【关键词】 航空发动机管路 模态测试 模型确认 连接刚度 流固耦合

【摘要】航空发动机管路系统是发动机上的重要组成部件，作为发动机中各种流体、能量等的传输通道，将发动机中各个部件连接成一个有机整体，管路系统的振动特性对发动机的整机动力学特性具有十分重要的影响，而由于管路系统十分复杂，同时作为发动机的附件结构，管路系统的动力学研究并没有受到足够高的重视。因此，本文以某航空发动机的外部管路为研究对象，提出了“超模型”与简化模型的建模方法，对管路部件进行了建模、相关性分析、模型修正与确认等工作。同时，基于先进的三维激光扫描技术，实现了直管管路和弯管管路的非接触模态测试，大大提高了管路的测试精度与数据可靠性。基于测试数据，总结了管路部件“超模型”与简化模型的修正流程，为复杂管路系统的有限元精确建模奠定了基础。为了降低工作中发动机传递到管路的能量，在发动机与管路连接处的卡箍部位，使用了絮状结构的金属丝橡胶，因此增加了管路连接部位的复杂度、不确定性与非线性。为此，本文基于非接触测试技术对卡箍连接时的管路部件进行了模态测试，分析了卡箍连接处预紧力大小对管路动力学特性的影响情况。同时研究了充液管路不同流速对直管和弯管动力学参数的影响，以及定流速下不同预紧力时的管路动力学特性变化情况。最后利用修正后的有限元模型对连接处金属丝橡胶进行刚度识别，结果表明，随着预紧力的改变连接处刚度呈现非线性变化规律。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】南京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】臧朝平

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