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碳化硅陶瓷基复合材料在航空发动机上的应用需求及挑战 被引量:83
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作者 刘巧沐 黄顺洲 何爱杰 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期1-10,共10页
随着航空发动机推重比的不断提高,急需发展轻质、高强韧、耐高温、长寿命、抗烧蚀、抗氧化的碳化硅陶瓷基复合材料(SiC matrix ceramic composites,CMC-SiC),以满足航空发动机愈加苛刻的服役要求。本文简要介绍了CMC-SiC复合材料的特点... 随着航空发动机推重比的不断提高,急需发展轻质、高强韧、耐高温、长寿命、抗烧蚀、抗氧化的碳化硅陶瓷基复合材料(SiC matrix ceramic composites,CMC-SiC),以满足航空发动机愈加苛刻的服役要求。本文简要介绍了CMC-SiC复合材料的特点和制备方法,综述了CMC-SiC复合材料在国外先进航空发动机热端部件上的应用进展及国内的研究现状。从工程化角度,指出了国内在高性能纤维、构件设计及制备、环境障涂层、无损检测技术、考核验证方法、修复技术等方面存在的差距及需突破的关键技术,指出了今后国内的研究目标与发展方向。 展开更多
关键词 航空发动机 CMC-SiC复合材料 热端部件 应用
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基于BP神经网络和遗传算法的结构优化设计 被引量:51
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作者 郭海丁 路志峰 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第2期216-220,共5页
现代航空发动机不断追求提高推重比,优化其零部件的结构设计日益重要。传统结构优化方法耗时多且不易掌握。针对这一问题,本文提出了将BP神经网络和遗传算法相结合用于结构优化设计的方法,并编制了相应的计算程序,实现了一个含9个设计... 现代航空发动机不断追求提高推重比,优化其零部件的结构设计日益重要。传统结构优化方法耗时多且不易掌握。针对这一问题,本文提出了将BP神经网络和遗传算法相结合用于结构优化设计的方法,并编制了相应的计算程序,实现了一个含9个设计变量的发动机盘模型的结构优化计算。计算证明,与传统结构优化方法相比,此方法计算速度快、精度良好。 展开更多
关键词 BP神经网络 遗传算法 优化设计 结构优化 航空发动机
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变循环发动机 被引量:69
3
作者 方昌德 《燃气涡轮试验与研究》 2004年第3期1-5,共5页
首先对变循环发动机(VCE)的发展作了简要的回顾,接着,重点介绍了通用电气公司的VCE的发展情况,最后,对实现VCE所需突破的一系列关键技术进行了叙述。
关键词 变循环发动机 航空发动机 历史 超声速飞行
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航空发动机机匣包容性研究综述 被引量:69
4
作者 宣海军 陆晓 +1 位作者 洪伟荣 廖连芳 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期1860-1870,共11页
从包容定义、机匣种类、设计概念和方法、试验验证、数值仿真、机匣和叶片破坏方式等方面,详细阐述航空发动机包容机匣的现状和发展趋势.简述发展大涵道比涡扇发动机对轻质高包容能力风扇机匣的需求,评述在役及在研大飞机发动机风扇机... 从包容定义、机匣种类、设计概念和方法、试验验证、数值仿真、机匣和叶片破坏方式等方面,详细阐述航空发动机包容机匣的现状和发展趋势.简述发展大涵道比涡扇发动机对轻质高包容能力风扇机匣的需求,评述在役及在研大飞机发动机风扇机匣的设计方案,介绍国外从事纤维增强复合材料机匣包容能力研究的情况.并分别从结构改进、低成本复合材料风扇机匣制造技术、全复合材料机匣缠绕规律、耐高温复合材料机匣、叶片包容过程的多学科整机耦合响应分析、智能包容机匣等方面,简要论述我国高推质比发动机和大飞机发动机包容机匣的研制方向. 展开更多
关键词 航空发动机 包容分析 复合材料机匣 风扇包容机匣 智能包容机匣
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基于概率神经网络的发动机故障诊断 被引量:51
5
作者 叶志锋 孙健国 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期155-157,共3页
用反向传播神经网络 (BPNN)和概率神经网络 (PNN)对航空发动机若干原型故障进行定性的诊断 ,并将仿真结果进行了比较。仿真结果表明 ,当测量参数不包含噪声或噪声较小时 ,两种网络都具有很高的诊断准确率 ;当测量参数的噪声较大时 ,则... 用反向传播神经网络 (BPNN)和概率神经网络 (PNN)对航空发动机若干原型故障进行定性的诊断 ,并将仿真结果进行了比较。仿真结果表明 ,当测量参数不包含噪声或噪声较小时 ,两种网络都具有很高的诊断准确率 ;当测量参数的噪声较大时 ,则概率神经网络的诊断准确率远大于反向传播神经网络 ,显示了概率神经网络较强的诊断鲁棒性。此外 ,概率神经网络能够充分利用故障先验知识 ,并考虑代价因子的作用 ,从而把误诊断可能带来的损失减小到最低程度。 展开更多
关键词 概率神经网络 航空发动机 故障诊断 视情维护
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一代新材料,一代新型发动机:航空发动机的发展趋势及其对材料的需求 被引量:64
6
作者 刘大响 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1-5,共5页
在对世界航空动力技术加速发展态势进行简要综述的基础上,对航空发动机关键材料技术的发展现状与趋势进行分析研究,并按照一代新材料、一代新型发动机的思路,提出先进航空发动机主要部件和系统对材料技术的发展需求,并从质量稳定性和工... 在对世界航空动力技术加速发展态势进行简要综述的基础上,对航空发动机关键材料技术的发展现状与趋势进行分析研究,并按照一代新材料、一代新型发动机的思路,提出先进航空发动机主要部件和系统对材料技术的发展需求,并从质量稳定性和工艺成熟度、工程化研究和验证、材料体系和数据、复合材料、适航取证等方面,对提高我国材料技术的发展和应用水平提出了建议。 展开更多
关键词 航空发动机 新材料 需求分析 研究和验证 建议
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航空发动机薄壁叶片精密数控加工技术研究 被引量:51
7
作者 刘维伟 张定华 +2 位作者 史耀耀 任军学 汪文虎 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2004年第3期329-331,共3页
加工变形是影响薄壁零件数控加工效率、精度和表面质量的关键性制约因素。本文针对航空发动机薄壁叶片精密数控加工中的变形问题 ,在分析钛合金叶片结构和工艺特点基础上 ,提出了叶片的精确定位方案、以及支撑叶片并控制弹性变形和残余... 加工变形是影响薄壁零件数控加工效率、精度和表面质量的关键性制约因素。本文针对航空发动机薄壁叶片精密数控加工中的变形问题 ,在分析钛合金叶片结构和工艺特点基础上 ,提出了叶片的精确定位方案、以及支撑叶片并控制弹性变形和残余应力变形的有效方法。通过五坐标数控编程和加工试验对新方法进行了验证。测试结果表明 ,采用新方法加工出的叶片满足设计性能要求 ,不但质量上优于传统制造工艺 ,而且制造成本显著降低、周期缩短 6 0 展开更多
关键词 航空发动机 薄壁叶片 数控加工 精确定位 变形控制
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双转子航空发动机整机振动建模与分析 被引量:58
8
作者 陈果 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期619-632,共14页
针对实际的双转子航空发动机,建立了航空发动机双转子-支承-机匣耦合动力学模型。在耦合模型中,利用有限元方法对转子和机匣系统进行建模;支承系统采用了集总参数模型,计入了滚动轴承和挤压油膜阻尼器的非线性;定义了5种支承和连接方式... 针对实际的双转子航空发动机,建立了航空发动机双转子-支承-机匣耦合动力学模型。在耦合模型中,利用有限元方法对转子和机匣系统进行建模;支承系统采用了集总参数模型,计入了滚动轴承和挤压油膜阻尼器的非线性;定义了5种支承和连接方式,以适应复杂的双转子航空发动机转子-支承-机匣耦合系统建模。运用Newmark-β法和改进的Newmark-β法(翟方法)相结合的数值积分获取系统非线性动力学响应。最后进行了航空发动机的整机振动分析,分析了系统临界转速、应变能及不平衡响应灵敏度,研究了挤压油膜阻尼器的减振特性以及系统突加不平衡的瞬态响应。 展开更多
关键词 航空发动机 双转子 整机振动 有限元 耦合动力学
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航空发动机整机振动耦合动力学模型及其验证 被引量:58
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作者 陈果 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期241-254,共14页
针对航空发动机整机振动,建立了一种通用的复杂转子-支承-机匣耦合动力学模型.在模型中,利用有限元方法对转子和机匣系统进行建模.支承系统采用集总参数模型,计入了滚动轴承和挤压油膜阻尼器的非线性,定义了多种支承和连接方式,以适应... 针对航空发动机整机振动,建立了一种通用的复杂转子-支承-机匣耦合动力学模型.在模型中,利用有限元方法对转子和机匣系统进行建模.支承系统采用集总参数模型,计入了滚动轴承和挤压油膜阻尼器的非线性,定义了多种支承和连接方式,以适应多转子和多机匣的复杂结构建模.运用数值积分获取系统非线性动力学响应.针对两个实际的航空发动机转子实验器,建立了整机耦合动力学模型,进行了整机模态实验验证,结果表明了航空发动机整机振动耦合动力学建模方法的正确有效性. 展开更多
关键词 航空发动机 整机振动 耦合动力学 数值仿真 有限元 模态分析
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金属增材制造技术在航空发动机领域的应用 被引量:57
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作者 张小伟 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期10-16,共7页
从增材制造技术的基本概念出发,研究了适用于金属材料的定向能量沉积(DED)技术和粉末熔覆(PBF)技术的基本原理、技术内涵以及技术发展,重点分析了增材制造技术在开发燃油喷嘴和低压涡轮叶片等商业化零部件的应用,以及对涡轮叶片、整体... 从增材制造技术的基本概念出发,研究了适用于金属材料的定向能量沉积(DED)技术和粉末熔覆(PBF)技术的基本原理、技术内涵以及技术发展,重点分析了增材制造技术在开发燃油喷嘴和低压涡轮叶片等商业化零部件的应用,以及对涡轮叶片、整体叶轮和齿轮等航空发动机部件的修复.研究表明,金属增材制造技术广泛适用于钛合金、镍基合金、钛铝合金等金属材料的航空发动机部件,在设计、制造和经济可承受性等方面具有优势. 展开更多
关键词 增材制造 定向能量沉积 粉末熔覆 金属材料 航空发动机
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航空发动机仿真技术研究现状、挑战和展望 被引量:57
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作者 曹建国 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期961-970,共10页
仿真技术是支撑航空发动机自主研发的重要手段,体现了一个国家的高端装备研发水平,可大幅提高航空发动机的研发效率和质量,减少实物试验反复,缩短研制周期,降低研制成本。本文论述了仿真技术在航空发动机学科领域维、产品层次维和全生... 仿真技术是支撑航空发动机自主研发的重要手段,体现了一个国家的高端装备研发水平,可大幅提高航空发动机的研发效率和质量,减少实物试验反复,缩短研制周期,降低研制成本。本文论述了仿真技术在航空发动机学科领域维、产品层次维和全生命周期维三个方面的发展与应用现状,分析了航空发动机仿真技术发展存在的问题,提出了提升仿真能力的战略措施。 展开更多
关键词 航空发动机 仿真技术 发展 挑战 展望
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民用航空发动机低排放燃烧室技术发展现状及水平 被引量:57
12
作者 张弛 林宇震 +1 位作者 徐华胜 许全宏 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期332-350,共19页
为了从科学和技术的角度展望民用航空发动机低排放燃烧室技术的发展方向,基于污染物生成机理及控制原理阐述了富油和贫油燃烧的污染排放控制方法,回顾了富油-焠熄-贫油燃烧(RQL)、贫油预混预蒸发燃烧(LPP)和贫油直接喷射燃烧(LDI)... 为了从科学和技术的角度展望民用航空发动机低排放燃烧室技术的发展方向,基于污染物生成机理及控制原理阐述了富油和贫油燃烧的污染排放控制方法,回顾了富油-焠熄-贫油燃烧(RQL)、贫油预混预蒸发燃烧(LPP)和贫油直接喷射燃烧(LDI)3种低污染燃烧技术的发展现状,并分析了新一代民用航空低排放燃烧室技术目前所达到的低污染排放水平.采用贫油燃烧技术的双环预混旋流器燃烧室(TAPS)已经应用于型号并取证,其NOx排放比CAEP/6(Com-mittee on Aviation Environmental Protection/6)标准低50.0%~65.8%,达到了超低排放水平,证明了贫油燃烧的发展潜力.要实现Nq排放比CAEP/6低75.o%以上的超超低排放目标,需要利用燃烧数值模拟和光学诊断等先进工具,对燃烧室内喷雾、混合、流动、燃烧及它们之间的非定常相互作用开展更深入的研究. 展开更多
关键词 民用航空 航空发动机 燃烧室 污染物 低排放 氮氧化物 富油燃烧 贫油燃烧
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航空涡喷发动机压气机转子叶片常见失效模式的特点与规律 被引量:52
13
作者 傅国如 禹泽民 王洪伟 《失效分析与预防》 2006年第1期18-24,共7页
简要介绍了航空涡轮喷气发动机压气机转子叶片的功能、结构特点、工作条件及其受力,针对叶片实际使用中常见的共振疲劳断裂失效,外来物打伤失效及由其引起的变形、断裂失效,腐蚀失效及由其引起的断裂失效,材质缺陷失效和颤振疲劳断裂失... 简要介绍了航空涡轮喷气发动机压气机转子叶片的功能、结构特点、工作条件及其受力,针对叶片实际使用中常见的共振疲劳断裂失效,外来物打伤失效及由其引起的变形、断裂失效,腐蚀失效及由其引起的断裂失效,材质缺陷失效和颤振疲劳断裂失效等典型失效模式,从理论和实践两方面,系统地阐述了它们的失效机理、失效规律和失效原因及宏观、微观特征,并结合实际失效案例进行了分析。 展开更多
关键词 航空发动机 压气机 叶片 疲劳断裂
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航空发动机用粉末高温合金及制备技术研究进展 被引量:52
14
作者 张国庆 张义文 +1 位作者 郑亮 彭子超 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1133-1144,共12页
本文概述了我国粉末高温合金及制备技术的研究进展。在粉末制备方面,重点介绍了Ar气雾化制粉技术关键因素,包括设备、雾化过程、粒度控制、O含量控制、粉末形貌控制和夹杂控制等。针对涡轮盘件制备技术,总结了双性能涡轮盘、双合金整体... 本文概述了我国粉末高温合金及制备技术的研究进展。在粉末制备方面,重点介绍了Ar气雾化制粉技术关键因素,包括设备、雾化过程、粒度控制、O含量控制、粉末形貌控制和夹杂控制等。针对涡轮盘件制备技术,总结了双性能涡轮盘、双合金整体叶盘技术和等温锻造模具用材料的研究进展。此外,还介绍了在粉末高温合金高通量实验和表征以及蠕变行为等方面的研究进展。结合当前航空发动机、3D打印等高端工程用材料重大需求,对我国粉末高温合金制备技术和发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 航空发动机 粉末高温合金 Ar气雾化制粉 涡轮盘件 制备技术 3D打印粉末 高通量实验
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航空发动机全权限数控系统研究和试飞验证 被引量:43
15
作者 姚华 王国祥 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期247-253,共7页
以某型发动机为控制对象,研究航空发动机全权限数字电子控制系统(FADEC)。对数控系统的总体结构、控制规律、故障诊断及余度设计、电子控制器、液压机械装置、控制软件开发等关键技术分别进行了讨论。通过试飞,验证了该数控系统功能和... 以某型发动机为控制对象,研究航空发动机全权限数字电子控制系统(FADEC)。对数控系统的总体结构、控制规律、故障诊断及余度设计、电子控制器、液压机械装置、控制软件开发等关键技术分别进行了讨论。通过试飞,验证了该数控系统功能和性能及其关键技术。试飞结果表明,使用全权限数字电子控制系统取代传统的液压机械调节器不仅扩展了发动机控制系统的控制功能,同时也更有效地发挥了航空发动机的性能,改善了发动机的操纵性、维护性和可靠性。 展开更多
关键词 航空发动机 全权限数字电子控制系统 试飞 操纵性 维护性
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粉末冶金技术在航空发动机中的应用 被引量:51
16
作者 曲选辉 张国庆 章林 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期1-10,共10页
概述了粉末冶金技术的优势,简要介绍了镍基高温合金、钛基合金、难熔金属、超高温合金、氧化物弥散强化合金和喷涂合金粉末等几种典型的航空发动机用粉末冶金材料。重点阐述了镍基高温合金粉末钛基合金粉末和喷涂合金粉末的制备关键和... 概述了粉末冶金技术的优势,简要介绍了镍基高温合金、钛基合金、难熔金属、超高温合金、氧化物弥散强化合金和喷涂合金粉末等几种典型的航空发动机用粉末冶金材料。重点阐述了镍基高温合金粉末钛基合金粉末和喷涂合金粉末的制备关键和研究热点,分析了热等静压、喷射成形、注射成形和快速成形工艺的特点和发展状况。最后指出了粉末冶金技术在航空发动机中的应用潜力和研究方向。 展开更多
关键词 粉末冶金 航空发动机 高温合金 成形技术
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航空发动机用耐高温材料的研究进展 被引量:50
17
作者 张鹏 朱强 +1 位作者 秦鹤勇 沈文涛 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期27-31,37,共6页
耐高温材料研究对航空航天技术的发展有重要影响,总结了航空发动机用耐高温材料的研究进展,详细论述了高温合金、钛合金、金属间化合物、难熔金属材料、金属陶瓷材料和复合材料等耐高温材料的研究和应用现状,分析了目前存在的问题。简... 耐高温材料研究对航空航天技术的发展有重要影响,总结了航空发动机用耐高温材料的研究进展,详细论述了高温合金、钛合金、金属间化合物、难熔金属材料、金属陶瓷材料和复合材料等耐高温材料的研究和应用现状,分析了目前存在的问题。简单介绍了金属高温氧化理论及高温合金防护涂层的研究进展。阐述了今后航空发动机用耐高温材料的研究重点。 展开更多
关键词 航空发动机 高温材料 高温氧化 防护涂层
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热障涂层技术在航空发动机上的应用与发展 被引量:36
18
作者 牟仁德 陆峰 +2 位作者 何利民 贺世美 黄光宏 《热喷涂技术》 2009年第1期53-58,66,共7页
阐述了热障涂层在航空发动机部件上的应用和发展;对比分析了目前实际工程应用中最广泛采用的大气等离子喷涂(Air plasma spray,APS)和电子束物理气相沉积(Electron Beam Physical Vapor Deposition,EB-PVD)两种制备技术的技术原理、涂... 阐述了热障涂层在航空发动机部件上的应用和发展;对比分析了目前实际工程应用中最广泛采用的大气等离子喷涂(Air plasma spray,APS)和电子束物理气相沉积(Electron Beam Physical Vapor Deposition,EB-PVD)两种制备技术的技术原理、涂层材料体系和涂层性能;并简单介绍了TBCs制备技术的发展趋势和新型热障涂层材料研究的热点方向。 展开更多
关键词 热障涂层 航空发动机 等离子喷涂 电子束物理气相沉积
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基于BP神经网络的航空发动机整机振动故障诊断技术研究 被引量:37
19
作者 王志 艾延廷 沙云东 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第S1期168-171,共4页
本文提出了一种基于BP神经网络的航空发动机整机振动故障诊断方法,详细阐述了该方法的数学原理及其实现算法,并利用某型航空发动机整机振动数据作为数据样本,建立了基于人工神经网络的发动机故障诊断模型。应用MATLAB语言编程计算,结果... 本文提出了一种基于BP神经网络的航空发动机整机振动故障诊断方法,详细阐述了该方法的数学原理及其实现算法,并利用某型航空发动机整机振动数据作为数据样本,建立了基于人工神经网络的发动机故障诊断模型。应用MATLAB语言编程计算,结果表明,该方法具有学习速度快、噪声抑制力强等特点,而且诊断准确,大大降低了虚警率,对于航空发动机的整机振动故障诊断研究有重要意义。 展开更多
关键词 航空发动机 人工神经网络 整机振动 故障诊断 MATLAB
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航空发动机螺栓连接薄层单元建模方法 被引量:41
20
作者 姚星宇 王建军 翟学 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期2269-2279,共11页
螺栓连接广泛应用于航空发动机结构中,对航空发动机动力特性有重要影响.薄层单元法能够很好地模拟复杂连接结构并保持结构完整性.以薄层单元法为基础,给出航空发动机螺栓连接结构薄层单元法参数化建模原理,研究薄层单元材料参数对螺栓... 螺栓连接广泛应用于航空发动机结构中,对航空发动机动力特性有重要影响.薄层单元法能够很好地模拟复杂连接结构并保持结构完整性.以薄层单元法为基础,给出航空发动机螺栓连接结构薄层单元法参数化建模原理,研究薄层单元材料参数对螺栓连接刚度的影响规律,并从理论推导出发确定薄层单元相关材料参数,最后将该方法应用到实际结构中,并与精细有限元模型结果对比,从而验证薄层单元法的正确性和应用前景.研究结果表明:薄层单元法能够很好地模拟航空发动机螺栓连接结构;对轴向、弯曲刚度起决定作用的是薄层单元轴向弹性模量,对剪切刚度起决定作用的是薄层单元xy、xz平面的剪切模量;薄层单元材料参数能够用螺栓连接结构参数示出. 展开更多
关键词 螺栓连接 薄层单元法 航空发动机 连接刚度 有限元
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