某发动机进气管热模态分析

《某发动机进气管热模态分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第41卷第5期2011年9月航空计算技术AeronauticalComputingTechniqueV0141No5Sep．2011某发动机进气管热模态分析杨志斌1，杨海1，周东2(1中国飞机强度研究所，陕西西安710065；2．航天科技集团四院四零一所，陕西西安710025)摘要：掌握波纹管的振动特性并使其固有振动频率合理分布是发动机动力学研究的重要内容之一。在分析发动机进气管振动对发动机影响的基础上，建立了某发动机进气管的有限元分析模型。通过仿真计算得到了热振动模态参数，验证了进气管设计的合理性。结果表明，结构温度发生显著变

2、化并引起热应力，进一步影响到结构的固有振动特性。为发动机进气管的动力响应分析和进一步的结构优化设计提供理论参考依据。关键词：波纹管：热模态分析；有限元方法中图分类号：02422l文献标识码：A文章编号：1671—654X(2011)05—0065—03ThermnlModeAnalysisofEngineInletYANGZhi—bin‘，YANGHail，ZHOUDong。(1．AircraftStrengthResearchInstitute，Xi’an710065，China；2．401lnsthudeofFouahAca

3、demy，cA5A，Xi7an710025，China)Abstract：Corrugatedtubesisimportantfordesignertostudythevibrationcharacteristicsandvibrationfrequencydistributions．ThispaperbuildsanFEMmodelfortheen舀nebarreltubeandobtainsitsTher-malvibrationmodalparameters．Theresultvalidatesthedesignofthe

4、Corrugatedtubesisrationality．ThecalculationresultsshowStructuraltemperaturewillincreaseevidentlySOastohaveaseriouseffectonthecharacteristicofstructuralnaturalvibrationduringtheprocessofheating．andofferssomereferenceforthedynamicalresponseanalysesandstructureoptimizat

5、iondesignoftankgunbarrels．Keywords：corrugatedtubes；thermalmodeanalysis；finiteelementmethod引言金属波纹管是一类常见的弹性元件，具有较好的轴向位移补偿特性，同时还能承受一定的内外压力和温度载荷，在外界载荷作用下改变元件的形状和尺寸，当载荷卸除后又回复到原来的状态。国内学者对波纹管强化传热式换热器进行了研究，曾敏等⋯用实验方法研究了空气在具有三种不同管径波纹管内的流动与换热特性，从实验角度论证了波纹管换热器比光管换热能力得到了很大的提高；谭晶莹

6、等”’用有限元法和实验应力分析法对不同厚度的波纹管在内压作用下的应力分布规律进行了探讨。振动是结构的固有特性，因振动损坏的换热器几乎占损坏总数的30％”1，可见振动已成为换热器损坏的主要原因，振动损坏主要由波纹管振动引起，与波纹管的固有频率密切相关；同时，温度效应体现在两个方面，一方面温度使得材料刚度降低，另一方面温度产生的热应力可以看作是预应力，预应力也会导致结构弯、扭刚度下降”】，因此，热环境下结构固有振动的分析在工程设计中应得到充分的重视。7本文以发动机直连式进气金属波纹管为研究对象，利用MSCPatran建立结构模型，应

7、用MSCNastran分析了波纹管在温度载荷作用下的固有振动特性，并进一步分析了加热对结构固有振动特性的影响。在进行正则模态分析(SolutionSequence103)时，不需要加上载荷。但是发动机直连式进气金属波纹管在工作的过程中，始终处于温度不断上升的过程，到450℃时才达到动态平衡。这种考虑载荷效应的模态分析必须使用非线形求解模式(SolutionSequence106)，非线性求解模式中选取模态分析(NormalModes)。收稿日期：2011—06～21修订日期：2011—08—22作者简介：扬志斌(1962一)．男

8、，陕西澄城人，高级工程师，主要研究方向为热结构分析。航空计算技术第4l卷第5期温度效应体现在两个方面．一方面温度使得材料刚度降低，即弹性模量降低；另一方面温度产生的热应力可以看作是预应力，预应力也会导致结构弯、扭刚度下降，因此，热环境下结构固有振动的分析在工程设