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多场载荷作用下舵面蒙皮响应分析及寿命预估
被引量：
1
1
作者
栾孝驰
胡增辉
沙云东
《机械设计与制造》
北大核心
2020年第5期68-73,共6页
试验研究表明,导弹舵面在工作环境中承受严酷的气动力载荷、气动热载荷和噪声载荷。多种载荷相互影响使舵面产生剧烈振动,严重影响打击精度,甚至导致蒙皮开裂引起疲劳失效。以某型号导弹C/SiC复合材料舵面蒙皮为研究对象,基于WORKBENCH/...
试验研究表明,导弹舵面在工作环境中承受严酷的气动力载荷、气动热载荷和噪声载荷。多种载荷相互影响使舵面产生剧烈振动,严重影响打击精度,甚至导致蒙皮开裂引起疲劳失效。以某型号导弹C/SiC复合材料舵面蒙皮为研究对象,基于WORKBENCH/VA-ONE程序平台,将自定义函数(UDF)建立的热流固耦有限元控制方程和边界元声场控制方程相结合,推导出改进的耦合边界元/有限元法(BEM/FEM)计算模型。通过此方法数值模拟导弹真实飞行环境,计算出了蒙皮表面危险点位置和不同飞行环境下响应特性。并且采用雨流循环矩阵(RFM)和雨流损伤矩阵(RFD)讨论了应力循环块的分布与应力危险点的损伤程度。最后结合Morrow平均应力模型和Miner累计损伤理论对C/SiC复合材料舵面蒙皮进行寿命预估。结果表明,通过改进的耦合BEM/FEM计算模型,能够较准确地反应导弹在真实飞行环境下舵面蒙皮响应特性和疲劳寿命随环境变化特征,为导弹舵面可靠性设计提供了一种有效的数值计算方法。
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关键词
多场载荷
舵面蒙皮
C/SIC复合材料
响应分析
寿命预估
下载PDF
职称材料
薄壁结构在热-声-流动载荷作用下疲劳寿命预估
2
作者
栾孝驰
胡翼飞
+1 位作者
沙云东
赵奉同
《机械设计与制造》
北大核心
2020年第2期279-283,287,共6页
针对航空发动机薄壁结构在热-声-流动载荷作用下疲劳问题。采用耦合的有限元/边界元法,针对高速气流中四边固支的GH188材料薄壁柱壳结构进行动力学响应计算。研究了不同温度场和不同声压级组合下,薄壁结构危险点位置处X方向应力响应规...
针对航空发动机薄壁结构在热-声-流动载荷作用下疲劳问题。采用耦合的有限元/边界元法,针对高速气流中四边固支的GH188材料薄壁柱壳结构进行动力学响应计算。研究了不同温度场和不同声压级组合下,薄壁结构危险点位置处X方向应力响应规律。基于改进的雨流计数法绘制出结构应力响应的雨流循环矩阵和雨流损伤矩阵,分别对应力循环和结构损伤程度进行分析。结合Morrow平均应力模型和Miner线性疲劳累积损伤理论对薄壁结构的疲劳寿命进行预估。结果表明:相同声压级下,临界屈曲温度前,结构应力响应随温度升高而增大,屈曲后响应随温度的升高而减小;响应曲线先向左发生偏移,然后向右偏移,疲劳寿命先减小后增大;相同温度下,结构应力响应随声压级的升高而增大,响应曲线不发生偏移,结构疲劳寿命线性下降。
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关键词
薄壁结构
热-声-流动载荷
响应分析
寿命预估
有限元/边界元法
改进的雨流计数法
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职称材料
高温环境下薄壁结构声激励响应及疲劳分析与试验验证
3
作者
栾孝驰
胡翼飞
+1 位作者
沙云东
蒋金卓
《航空动力学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第11期2561-2572,共12页
针对航空发动机薄壁结构热声疲劳问题,采用耦合的有限元/边界元法,对GH188薄壁结构进行动力学响应计算,采用改进的雨流计数法和Morrow平均应力模型,结合Miner线性累积损伤理论对薄壁结构疲劳寿命进行了预估。基于高温行波管试验器开展了...
针对航空发动机薄壁结构热声疲劳问题,采用耦合的有限元/边界元法,对GH188薄壁结构进行动力学响应计算,采用改进的雨流计数法和Morrow平均应力模型,结合Miner线性累积损伤理论对薄壁结构疲劳寿命进行了预估。基于高温行波管试验器开展了GH188薄壁结构高温声激振疲劳试验研究,获取了薄壁结构在不同温度和声载荷作用下的模态频率、应力/应变响应和疲劳寿命结果。仿真计算结果与试验结果对比分析表明:数值仿真对结构破坏位置判断准确,破坏位置均为结构根部,结构1阶热模态频率具有一致性,误差0.49%～2.09%之间,X方向应力响应峰值集中在基频附近,随温度升高,结构发生软化刚度下降,响应峰值向左发生偏移,且预测水平与试验一致,误差在1%～3%之间,验证了薄壁结构热声响应计算方法与计算模型的准确性。结构疲劳寿命随温度和声压级的上升而均呈现下降趋势,疲劳破坏时间的预估值与试验结果在一个量级之内,误差在3～3.5倍之间,满足工程级寿命预测要求,验证了薄壁结构热声疲劳寿命预估方法的有效性。
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关键词
薄壁结构
高温声激励
响应分析
疲劳寿命预估
高温行波管试验器
原文传递
题名
多场载荷作用下舵面蒙皮响应分析及寿命预估
被引量：
1
1
作者
栾孝驰
胡增辉
沙云东
机构
沈阳航空航天大学辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室
出处
《机械设计与制造》
北大核心
2020年第5期68-73,共6页
基金
航空基础科学基金资助(20151554002)。
文摘
试验研究表明,导弹舵面在工作环境中承受严酷的气动力载荷、气动热载荷和噪声载荷。多种载荷相互影响使舵面产生剧烈振动,严重影响打击精度,甚至导致蒙皮开裂引起疲劳失效。以某型号导弹C/SiC复合材料舵面蒙皮为研究对象,基于WORKBENCH/VA-ONE程序平台,将自定义函数(UDF)建立的热流固耦有限元控制方程和边界元声场控制方程相结合,推导出改进的耦合边界元/有限元法(BEM/FEM)计算模型。通过此方法数值模拟导弹真实飞行环境,计算出了蒙皮表面危险点位置和不同飞行环境下响应特性。并且采用雨流循环矩阵(RFM)和雨流损伤矩阵(RFD)讨论了应力循环块的分布与应力危险点的损伤程度。最后结合Morrow平均应力模型和Miner累计损伤理论对C/SiC复合材料舵面蒙皮进行寿命预估。结果表明,通过改进的耦合BEM/FEM计算模型,能够较准确地反应导弹在真实飞行环境下舵面蒙皮响应特性和疲劳寿命随环境变化特征,为导弹舵面可靠性设计提供了一种有效的数值计算方法。
关键词
多场载荷
舵面蒙皮
C/SIC复合材料
响应分析
寿命预估
Keywords
Multi-Field
Loading
Rudder
Skin
C/SiC
Composite
response
analysis
fatigue life
prediction
分类号
TH16 [机械工程—机械制造及自动化]
V214.8 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
下载PDF
职称材料
题名
薄壁结构在热-声-流动载荷作用下疲劳寿命预估
2
作者
栾孝驰
胡翼飞
沙云东
赵奉同
机构
沈阳航空航天大学辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室
出处
《机械设计与制造》
北大核心
2020年第2期279-283,287,共6页
基金
航空基础科学基金资助（20151554002)
文摘
针对航空发动机薄壁结构在热-声-流动载荷作用下疲劳问题。采用耦合的有限元/边界元法,针对高速气流中四边固支的GH188材料薄壁柱壳结构进行动力学响应计算。研究了不同温度场和不同声压级组合下,薄壁结构危险点位置处X方向应力响应规律。基于改进的雨流计数法绘制出结构应力响应的雨流循环矩阵和雨流损伤矩阵,分别对应力循环和结构损伤程度进行分析。结合Morrow平均应力模型和Miner线性疲劳累积损伤理论对薄壁结构的疲劳寿命进行预估。结果表明:相同声压级下,临界屈曲温度前,结构应力响应随温度升高而增大,屈曲后响应随温度的升高而减小;响应曲线先向左发生偏移,然后向右偏移,疲劳寿命先减小后增大;相同温度下,结构应力响应随声压级的升高而增大,响应曲线不发生偏移,结构疲劳寿命线性下降。
关键词
薄壁结构
热-声-流动载荷
响应分析
寿命预估
有限元/边界元法
改进的雨流计数法
Keywords
Thin-Walled
Structures
Thermal-Acoustic-Fluid
Loads
response
analysis
fatigue life
prediction
FEM/BEM
Method
Improved
Rain-Flow
Counting
Method
分类号
TH16 [机械工程—机械制造及自动化]
V231.95 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
下载PDF
职称材料
题名
高温环境下薄壁结构声激励响应及疲劳分析与试验验证
3
作者
栾孝驰
胡翼飞
沙云东
蒋金卓
机构
沈阳航空航天大学航空发动机学院辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室
中国航空发动机集团有限公司沈阳黎明航空发动机有限责任公司
出处
《航空动力学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018年第11期2561-2572,共12页
基金
航空基础科学基金(20151554002)
文摘
针对航空发动机薄壁结构热声疲劳问题,采用耦合的有限元/边界元法,对GH188薄壁结构进行动力学响应计算,采用改进的雨流计数法和Morrow平均应力模型,结合Miner线性累积损伤理论对薄壁结构疲劳寿命进行了预估。基于高温行波管试验器开展了GH188薄壁结构高温声激振疲劳试验研究,获取了薄壁结构在不同温度和声载荷作用下的模态频率、应力/应变响应和疲劳寿命结果。仿真计算结果与试验结果对比分析表明:数值仿真对结构破坏位置判断准确,破坏位置均为结构根部,结构1阶热模态频率具有一致性,误差0.49%～2.09%之间,X方向应力响应峰值集中在基频附近,随温度升高,结构发生软化刚度下降,响应峰值向左发生偏移,且预测水平与试验一致,误差在1%～3%之间,验证了薄壁结构热声响应计算方法与计算模型的准确性。结构疲劳寿命随温度和声压级的上升而均呈现下降趋势,疲劳破坏时间的预估值与试验结果在一个量级之内,误差在3～3.5倍之间,满足工程级寿命预测要求,验证了薄壁结构热声疲劳寿命预估方法的有效性。
关键词
薄壁结构
高温声激励
响应分析
疲劳寿命预估
高温行波管试验器
Keywords
thin-walled
structures
high
temperature
acoustic
excitation
response
analysis
fatigue life
prediction
high
temperature
travelling
wave
tube
tester
分类号
V231.95 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
多场载荷作用下舵面蒙皮响应分析及寿命预估
栾孝驰
胡增辉
沙云东
《机械设计与制造》
北大核心
2020
1
下载PDF
职称材料
2
薄壁结构在热-声-流动载荷作用下疲劳寿命预估
栾孝驰
胡翼飞
沙云东
赵奉同
《机械设计与制造》
北大核心
2020
0
下载PDF
职称材料
3
高温环境下薄壁结构声激励响应及疲劳分析与试验验证
栾孝驰
胡翼飞
沙云东
蒋金卓
《航空动力学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2018
0
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