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- 基于绝对节点坐标法的航空发动机轴承腔管路振动分析与验证
- 作者： 易浩然 娄鹏 贾亚萍 来源： 固体力学学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 静变形 航空发动机 绝对节点坐标法 轴承腔管路 流固耦合
- 描述： 针对某航空发动机轴承腔管路结构，提出并验证了一种基于绝对节点坐标法的振动分析方法。通过扩展的拉格朗日方程建立理论模型，综合考虑流固耦合作用，并采用绝对节点坐标法离散非线性运动方程。通过方程解耦实现管路静变形的求解，得到包含广义力矢量与刚度矩阵的静力学方程，并通过节点坐标的数值迭代得到管路的静变形响应。对理论算法进行收敛性分析，确定最佳单元数目。通过流固耦合仿真分析与理论模型的静变形结果对比，验证理论模型的有效性。将非线性运动方程退化为线性方程，对管路的稳定性开展分析，并将流固耦合仿真的固有频率结果与理论结果进行对比，表明了理论结果置信度更高。本研究结果为航空发动机轴承腔管路的优化设计与振动控制提供理论和技术支撑。
- 翅片结构对航空活塞式风冷发动机缸体强度与传热性能的影响
- 作者： 雷基林 肖顺文 邓伟 邓晰文 田鏖 董林 来源： 农业工程学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 散热翅片 缸体 传热 强度 流固耦合 风冷发动机
- 描述： 航空活塞式风冷发动机由于结构紧凑、体积小、质量轻等优势，在通用航空、农业等领域得到广泛运用。针对航空活塞式风冷发动机热负荷问题，该研究以某水平对置四缸四冲程航空活塞风冷汽油机为研究对象，试验测试了标定功率工况下发动机缸内压力，结合缸压试验数据与风冷发动机缸体的结构与传热特性，搭建一维仿真模型，计算获得了缸内燃气侧边界条件。采用热电偶法测试了标定功率工况下缸体关键区域的工作温度，结合缸体温度测试数据与缸内各位置的温度和传热系数，建立流固耦合仿真模型。选择翅片厚度、翅片间距、翅片长度3个主要结构参数分析其对缸体结构强度及传热性能的影响。结果表明，翅片结构对缸体的强度及传热性能影响较大，翅片厚度增大使得温度最大下降19.8℃、应力最大下降33.0 MPa。以翅片厚度、翅片间距、翅片长度3个翅片主要结构参数为因素设计正交试验，计算结果表明，翅片长度变化对缸体温度影响最大；选取最优值优化后与原机相比温度最大下降18.2℃。翅片厚度对翅片强度影响最大，选取最优值优化后与原机相比热应力最大下降50.1 MPa。研究结果可为航空活塞风冷发动机散热翅片的设计与优化提供参考依据。
- 基于流固耦合的航空导叶作动筒振动特性分析
- 作者： 曹洋 王泽坤 刘鹏举 赵振 孔祥龙 满春雷 姚静 来源： 燕山大学学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 随机振动 导叶作动筒 接触刚度 共振检查试验 流固耦合 非线性模态
- 描述： 针对航空发动机高压压气机导叶作动筒在剧烈振动工作环境中的易损问题，确定导叶作动筒在振动过程中的固有频率与相关振型，获取关键结构件在标准功率谱下的动态响应，通过有限元法建立了考虑流固耦合的非线性模态分析仿真模型。通过单一变量法利用仿真模型研究接触刚度、活塞位于不同行程位置对相关固有频率与振型的影响机制，发现关键接触位置的接触刚度因子取0.8能保证仿真准确度并满足接触刚度，工作过程中活塞在行程上的位置发生变化，对第二、三阶的固有频率影响较大。完成共振检查试验，实测固有频率与仿真结果对应良好，验证了有限元分析模型的准确性。基于模态结果，根据航空标准建立随机振动仿真模型，得到关键结构件在3σ下的应力及变形响应，为导叶作动筒结构优化设计提供依据。