某型航空活塞发动机曲轴安全性分析

【类型】学位论文

【作者】王斌 

【关键词】 航空活塞发动机 曲轴 强度 振动试验 扭转振动 弯曲振动

【摘要】随着我国低空领域逐步开放，通用航空市场将得到快速发展。取得型号合格证是航空活塞发动机进入通用航空市场的前提条件之一，而曲轴作为航空活塞发动机最为关键的零件之一，它的安全性直接影响着航空活塞发动机能否通过型号合格审定。我国目前尚没有一款取得型号合格证并应用于通用航空器的活塞发动机，缺乏发动机曲轴的适航符合性验证经验，因此，开展航空活塞发动机曲轴的适航安全性研究对企业具有较强的实际意义。本论文以某航空活塞发动机为研究对象，应用AVL Excite Designer软件对曲轴在起飞工况下进行动力学仿真分析，得到曲轴在实际工作周期内所表现出的动力响应特性；基于曲轴动力学仿真分析所提供较为准确的连杆轴颈载荷边界，并考虑了发生最大过载时螺旋桨所产生的惯性力、陀螺力矩等载荷边界，对曲轴进行有限元强度校核；通过在发动机台架上的曲轴振动试验，分别测试并分析了在整个飞行中使用的曲轴转速和发动机功率范围内的曲轴扭转振动特性和弯曲振动特性；使用测量点的实测振幅按自由振动理论计算的相应固有振型推算曲轴的最大扭振应力和弯振应力。试验结果表明曲轴振动应力处于材料许用范围内，在单缸熄火非正常工作状态下发动机也能够安全使用。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】北京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】杜发荣

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