螺栓聯(lián)接對發(fā)動機機匣拉伸剛度的影響研究.pdf

1、航空發(fā)動機各段機匣之間主要通過螺栓來相互聯(lián)接，螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)的力學(xué)特性對整個飛機的優(yōu)化設(shè)計至關(guān)重要。螺栓聯(lián)接面的多重非線性導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度的不連續(xù)和非線性，使機匣結(jié)構(gòu)動力學(xué)問題變?yōu)檠芯康谋∪醐h(huán)節(jié)。預(yù)緊力、載荷、振動、松弛、疲勞及螺栓自身結(jié)構(gòu)等都會影響發(fā)動機的性能與可靠性。一般采用理論、有限元和試驗的方法來揭示螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)在力學(xué)環(huán)境下，接合面上接觸壓力、摩擦狀態(tài)及載荷傳遞的變化情況。為聯(lián)接結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)的分離、密封失效、磨損等提供損傷識別和健康監(jiān)

2、測依據(jù)。
　　本文借助ANSYS軟件，對某機匣的縱向安裝邊的螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)進行有限元建模。將有限元模型進行不同方式的處理，比較固有頻率的計算與試驗誤差值，最終采用摩擦接觸設(shè)置的模型進行本文的數(shù)值模擬，即通過預(yù)緊力單元和接觸對的創(chuàng)建來模擬實際的接觸。研究了結(jié)構(gòu)在預(yù)緊力作用下各幾何參數(shù)對螺栓拉伸剛度的影響。借助能量理論定性研究了螺栓拉伸剛度隨預(yù)緊力和軸向載荷的變化。為了研究預(yù)緊力和外載荷對螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)動力特性的影響，采用錘擊法完成試驗?zāi)?/p>

3、態(tài)分析，獲取結(jié)構(gòu)的固有頻率、阻尼比、振型以及頻響函數(shù)。由于試件的加工誤差和試驗時夾持條件的限制，計算與試驗測得的頻率誤差很大，采用參數(shù)型修正方法對有限元模型進行幾何尺寸和邊界條件的修正，修正后誤差均小于5％，滿足精度要求。為了定量的研究預(yù)緊力和軸向載荷共同作用對螺栓拉伸剛度的影響，根據(jù)結(jié)構(gòu)的受力特性提出等效模型，給出拉伸剛度求解公式。對平面應(yīng)變問題的單螺栓結(jié)構(gòu)和多螺栓聯(lián)接結(jié)構(gòu)，數(shù)值模擬結(jié)果和剛度公式求得的解析解吻合的很好，說明該等效模型