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题名热声载荷下薄壁板行波管疲劳分析与试验研究
被引量：5
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作者
沙云东
朱付磊
赵奉同
张墨涵
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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
北京航空航天大学能源与动力工程学院
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出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第8期1876-1886,共11页
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基金
中航产学研创新基金（cxy2013SH17）
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文摘
高速飞行器薄壁结构在高速气流冲击下,产生的热载荷、声载荷、随机振动载荷会使结构产生非线性大绕度动力学响应和高周疲劳破坏。对3组一端固支GH188薄壁板开展行波管热声疲劳试验,研究了温度和声压级对薄壁板的响应及寿命的影响,得到在热声载荷下薄壁结构的频率和动应力响应以及可能产生破坏的危险位置和疲劳寿命。根据耦合的有限元/边界元法对薄壁结构的非线性响应进行数值仿真,采用改进的雨流计数法和Morrow平均应力模型预估结构的疲劳寿命,与试验结果对比:频率响应误差在1%以内,基频应力响应误差在1%~3%,寿命值在3倍左右,验证了热声疲劳寿命预估模型的有效性。随后分析了薄壁结构的热振特性,分析发现:在声载荷和随机振动载荷下,结果基频响应起主导作用,且变化趋势相似,当基频动应力水平相同且主要研究基频附近疲劳寿命时,可用热振试验代替热声试验;当频率较宽时,热振疲劳寿命明显低于热声疲劳寿命。
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关键词
薄壁板
热声疲劳
热振疲劳
试验验证
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Keywords
Thin-walled plates
thermoacoustic fatigue
Thermal vibration fatigue
Experimental verification
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分类号
V214.4
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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题名高速热流下薄壁结构声振响应分析及寿命预估
被引量：3
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作者
沙云东
艾思泽
赵奉同
姜卓群
张家铭
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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
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出处
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第2期201-214,共14页
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基金
航空科学基金(20151554002)。
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文摘
现代飞行器飞行过程中发动机薄壁结构受高速热流冲击面临着极为严酷的工作环境,使结构产生大挠度动力学响应以及疲劳损伤破坏现象。为获取难以实测的热流冲击下结构声振响应规律及疲劳破坏时间,采用耦合有限元/边界元的方法进行数值模拟分析与热声疲劳试验相结合的方法,根据载荷效果构建与试验件尺寸完全一致的数值仿真模型,对热声载荷下薄壁结构进行仿真计算。采用功率谱密度(PSD)法分析频率响应峰值随声载荷变化规律,并通过改进的雨流计数法对声振响应数据进行统计分析,得到疲劳寿命时间。并对比声振响应仿真计算结果与试验结果发现误差小于2%,验证了数值仿真的可靠性。在此基础上,对高速热流冲击作用下薄壁结构进行数值仿真分析,通过分析频率响应峰值随温度和流速的变化规律获取不同温度各流速下结构声振响应及疲劳寿命变化规律,并阐述造成这种变化的原因。本文完成的工作可对高速热流环境下薄壁结构响应分析和寿命预估提供参考依据。
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关键词
高速热流
薄壁结构
热声疲劳
寿命预估
改进的雨流计数法
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Keywords
high speed heat flux
thin-walled structure
thermoacoustic fatigue
fatigue life prediction
improved rain-flow counting method
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分类号
V214.4
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
V215.52
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