超大型風(fēng)機管道及航空發(fā)動機試驗艙強度數(shù)值分析及結(jié)構(gòu)改進設(shè)計.pdf

1、超大型風(fēng)機管道和航空發(fā)動機試驗艙是風(fēng)洞系統(tǒng)的重要組成設(shè)備。由于風(fēng)洞系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且承受內(nèi)壓、疲勞、外壓、地震等多種載荷工況作用，一般的常規(guī)計算不能做到精細設(shè)計，更無法進行疲勞分析。本文應(yīng)用ANSYS軟件，對超大型風(fēng)機管道及航空發(fā)動機試驗艙進行數(shù)值分析，并對不合理結(jié)構(gòu)進行了改進設(shè)計，具體內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　(1)建立了超大型風(fēng)機管道和航空發(fā)動機試驗艙有限元模型，進行了不同載荷工況下的應(yīng)力分析，并依據(jù)JB4732-1995《鋼制壓力

2、容器—分析設(shè)計標準》（2005年確認）進行了強度評定。結(jié)果表明超大型風(fēng)機管道滿足強度要求，航空發(fā)動機試驗艙除前室封頭、隔板及前室封頭外伸接管連接處外，其他地方也滿足強度要求，并有很大安全裕量。
　　(2)對航空發(fā)動機試驗艙前室封頭、隔板及前室封頭外伸接管連接處提出六種改進結(jié)構(gòu)，對比發(fā)現(xiàn)，若采用圓弧隔板連接形式，在隔板和前室封頭外伸接管厚度均在一定程度上減薄的情況下，強度能滿足要求。
　　(3)對承受交變載荷的超大型風(fēng)機管道及

3、航空發(fā)動機試驗艙進行了疲勞分析和強度評定。依據(jù)材料的設(shè)計疲勞曲線求得二拐管道、穩(wěn)定段管道、前室、試驗艙累積使用系數(shù)分別為0.5196、0.0761、0.003、0.6396，即超大型風(fēng)機管道及航空發(fā)動機試驗艙均滿足疲勞強度要求。
　　(4)對航空發(fā)動機試驗艙進行了模態(tài)分析，求得設(shè)備自振周期;依據(jù)地震影響系數(shù)曲線，求得地震水平加速度。對地震工況下的航空發(fā)動機試驗艙進行強度評定，結(jié)果顯示在地震載荷下，航空發(fā)動機試驗艙強度滿足要求。

4、r>　　(5)對外壓作用下的風(fēng)機管道及航空發(fā)動機試驗艙進行了穩(wěn)定性分析，二拐管道、穩(wěn)定段管道及航空發(fā)動機試驗艙屈曲載荷系數(shù)分別為43.56、18.52、4.13。因航空發(fā)動機試驗艙屈曲載荷系數(shù)未達到合作方提出的7.0以上的特殊要求，故在航空發(fā)動機試驗艙失穩(wěn)處加設(shè)加強筋結(jié)構(gòu)。改進后的航空發(fā)動機試驗艙屈曲載荷系數(shù)提高到了15.29。
　　(6)航空發(fā)動機試驗艙艙門外表面有大量加強筋結(jié)構(gòu)，設(shè)計過于保守。本文以試驗艙艙門為研究對象，考察艙