薄壁結(jié)構(gòu)隨機(jī)聲疲勞壽命預(yù)估的局部應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)強(qiáng)法研究.pdf

1、本文針對(duì)航空薄壁結(jié)構(gòu)隨機(jī)聲疲勞問題，基于薄壁結(jié)構(gòu)在隨機(jī)聲激勵(lì)下的振動(dòng)響應(yīng)的計(jì)算和分析，研究了隨機(jī)聲疲勞壽命預(yù)估的局部應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)強(qiáng)法，重點(diǎn)研究了薄壁結(jié)構(gòu)局部應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)強(qiáng)的計(jì)算以及建立基于局部應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)強(qiáng)法的聲疲勞壽命預(yù)估模型，在此基礎(chǔ)上，將該方法應(yīng)用于某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室火焰筒聲疲勞壽命估算。
　　1.開展了薄壁開孔柱殼結(jié)構(gòu)在有限帶寬高斯白噪聲激勵(lì)下的振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算。采用耦合的有限元(FEM)和邊界元(BEM)方法，首先建立了兩種不同

2、開孔方式的薄壁柱殼結(jié)構(gòu)的有限元模型，并進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)特性計(jì)算，然后建立邊界元模型，實(shí)現(xiàn)了振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算，獲得了薄壁結(jié)構(gòu)在不同聲壓級(jí)載荷作用下的振動(dòng)響應(yīng)結(jié)果，并比較分析了開孔方式對(duì)振動(dòng)響應(yīng)的影響。
　　2.研究了基于局部應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)強(qiáng)理論的聲疲勞壽命估算方法，以此建立了隨機(jī)聲疲勞壽命預(yù)估模型，并編寫了相關(guān)計(jì)算程序。研究了局部應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)強(qiáng)理論，推導(dǎo)了損傷半徑的求解公式，即可利用有限元技術(shù)，結(jié)合應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)強(qiáng)公式計(jì)算局部應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)強(qiáng)參數(shù)；基于雨

3、流循環(huán)計(jì)數(shù)法則，對(duì)局部應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)強(qiáng)譜進(jìn)行循環(huán)計(jì)數(shù)；應(yīng)用應(yīng)變疲勞Smith-Watson-Topper損傷公式進(jìn)行損傷計(jì)算；最后根據(jù)Miner線性累積損傷準(zhǔn)則，對(duì)損傷進(jìn)行累積，確定結(jié)構(gòu)疲勞壽命。
　　3.建立了某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室火焰筒結(jié)構(gòu)有限元模型，完成了模態(tài)計(jì)算，采用耦合的有限元(FEM)和邊界元(BEM)，完成了火焰筒結(jié)構(gòu)在實(shí)測(cè)噪聲載荷作用下的振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算，并分析了其模態(tài)和振動(dòng)響應(yīng)特征；應(yīng)用建立的基于局部應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)強(qiáng)法聲疲勞壽