航空发动机单联与双联管路系统的动力学特性研究

来源 :东北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qinglong21
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
航空发动机管路系统是航空发动机外部结构的重要组成部分。管路一般由卡箍固定安装在机匣上,常用卡箍可分为单联卡箍和双联卡箍,与管路一起组成单联管路系统和双联管路系统。在流体压力脉动的激励下,管路系统很有可能会发生静力失稳和动力失稳,从而引发严重的后果,其工作的可靠性直接关系到航空发动机的安全和性能。本文围绕航空发动机的单联管路系统和双联管路系统展开研究,通过解析分析与试验测试,获得单联管路系统和双联管路系统的动力学特性。主要研究内容包括:(1)建立了单联管路系统的力学模型,取一小段载有流体的管路微元,通过牛顿定律分别对管路和管路中的流体进行受力分析并列出力平衡方程,通过加减消元法整理推导出了管路系统流固耦合运动微分方程;考虑了基础激励和压力脉动的影响,对方程进行了无量纲化处理。将管路两端的单联卡箍简化为线弹簧加上扭转弹簧的一般支承形式作为边界条件,列出了模态函数和频率方程,并对方程进行了 Galerkin离散化处理,为后文的振动分析提供了理论基础。(2)利用ANSYS软件建立了相对应的无流体单联管路系统有限元模型,与仿真结果进行对比分析,验证了单联管路系统动力学模型的正确性。仿真计算系统频率方程、特征方程等,得到系统固有频率随流速、压力、质量比、轴向力、弹性系数等参数的变化曲线。采取了一组真实航空发动机单联管路系统进行动力学特性分析,利用Newmark算法,得到了单联管路系统的振动响应曲线,分析了流速、压力、轴向力、弹性系数等参数对单联管路系统的振动响应的影响情况。利用试验测试系统对单联管路系统在不同工作压力下的振动响应进行测试,得到了单联管路系统时域和频域响应曲线,分析了不同工作压力对单联管路系统振动响应的影响,并与仿真分析的结果进行对比,验证了仿真的正确性。(3)建立了两端一般支承的双联管路系统的力学模型。通过引入狄拉克δ函数,将双联管路中间的弹簧作用加到了运动微分方程中,推导出了双联管路系统的运动微分方程。考虑了基础激励和压力脉动的影响,对方程进行了无量纲化处理,根据管路两端一般支承的边界条件列出了模态函数和频率方程,通过对方程Galerkin离散化处理,根据特征值法,计算了特征矩阵,为后文的振动分析提供了理论基础。(4)开发MATLAB计算仿真程序求解双联管路系统的固有特性,分析了双联管路系统固有频率随流速、压力、轴向力、质量比、弹性系数和粘弹性系数等变化的影响规律。利用试验测试系统开展了双联管路系统锤击试验,测试双联管路系统的固有频率,并与仿真结果进行了对比,验证了所建立的双联管路系统动力学模型的正确性。开展了泵源激励下双联管路系统在同一油压和不同油压等多种工况下的振动响应测试,分析了液压系统工作压力对双联管路系统的振动特性的影响。本文系统的分析了单联管路系统和双联管路系统的动力学特性,并完成了系统参数对管路系统的固有特性与振动响应的影响分析,通过试验测试,验证了系统压力的变化对管路系统振动特性的影响规律与解析分析结果一致。可为航空发动机单联管路系统和双联管路系统的设计和动力学特性分析提供参考依据。
其他文献
随着科学技术的不断发展,下肢残疾患者日益渴望同健康人一样正常工作和生活,但智能假肢主要以被动/半主动式运动为主,只能辅助下肢截肢患者正常行走,无法满足其日常生活中的负重需求。下肢负重外骨骼机器人是一种穿戴在人体身上,协助人体承受负载,随时为人体行走提供助力的装置。目前,下肢外骨骼机器人主要应用于双腿健全的健康人群,对于截肢患者使用的外骨骼机器人尚无研究。本文提出的非对称下肢外骨骼机器人是一种面向膝
随着经济全球化的不断发展和国内营商环境的逐渐改善,对企业的内部规范和企业自身素质的需求日益攀升。近年来,瑞幸咖啡飞快在美国上市,又因“财务造假”事件火速退市,其一系列的“闹剧”不仅影响企业自身形象,也使中概股在一定程度上陷入了信任危机。究其根本,瑞幸咖啡的诸多“闹剧”无疑与内部控制设立与管理的缺陷息息相关,在受疫情的影响下,更是需要依靠内部控制增加企业的抗挫力,变不利为机遇。但是,内部控制在企业的
在实际中,大多数控制系统都是非线性系统,利用T-S模糊的方法可以将非线性系统用多个局部线性系统来模糊逼近,因此T-S模糊模型成为了研究非线性系统的有效工具。广义模糊模型能更加清晰的表达出系统的实时参数扰动,同时不少实际系统如受限机器人、核反应堆、非因果系统等只能用广义系统描述而不能用正常系统描述。因此,T-S模糊广义系统模型可以描述一类更广泛的系统。此外,滑模观测器和滑模控制策略相似,具有对匹配不
纤维增强复合材料及其薄板结构具有重量轻、比强度高、比模量大、可设计性强等优点。其良好的阻尼性能对结构起到振动抑制、提高承受循环和冲击载荷能力的作用。目前,该类型复合材料制成的薄壁构件广泛地应用于航空发动机、超音速飞机、先进飞行器、高速列车、风力发电等尖端科学技术领域。在工程实际中对于飞机及发动机中的复合材料结构件通常处于几百摄氏度乃至上千摄氏度的高温环境下工作,其高温工作环境不仅会影响复合结构的承
TiO2具有廉价、结构稳定、工作电压高、光催化活性强和无毒等优点,在光催化领域和电极材料的研究中得到广泛关注和应用。存在的问题是TiO2作为光催化剂,带隙宽度较宽且载流子重新结合速率快,导致其只能吸收紫外光,光响应范围窄;作为锂离子电池的负极材料,电导率低,能量储存能力和循环稳定性差。为了改善TiO2的微观结构和电导率、提高TiO2的光催化和电化学性能,本实验采用溶胶-凝胶法结合冰模板及SiO2硬
整体叶盘的叶片与轮盘在通过发动机流场的气流扰动时会承受行波激励,即叶片旋转通过具有相等间隔的压力扰动时所受到的激励。在整体叶盘研发过程中,获得其行波激励作用下的振动特性参数至关重要,目前已有大量相关理论分析和仿真研究成果。然而,由于对处于旋转状态叶盘进行测试的设备流程较为复杂,关于叶盘在行波激励作用下振动参数测试的研究相对较少。本文主要通过实验测试对涂层整体叶盘振动特性进行研究,对叶盘的节径振动参
锂离子动力电池是目前新能源汽车中使用最为广泛的一种能量源。动力电池作为新能源汽车核心组成部分之一,代替传统汽车中的油箱。在新能源汽车中建立准确的动力电池模型及有效的电池管理系统,可以改善汽车的续驶里程,并提高电池的使用寿命。然而,建立准确的动力电池模型是完善电池管理系统的难点。本文以18650锂离子电池为研究对象,针对锂离子电池电化学模型及其简化方法展开了研究,主要的研究内容包括:(1)使用准二维
本文针对正二十面体颗粒的振动堆积致密化进行了系统的研究。正二十面体颗粒是典型的非球形颗粒,也是五种柏拉图多面体粒子之一。在颗粒堆积领域,学术上对其进行专门研究的很少,但其致密化结构对科学研究十分重要。本文分别从物理实验及数值模拟两个方面,对正二十面体颗粒在外部机械振动条件下的堆积致密化进行了系统、深入的研究,着重各振动参数的影响、致密堆积结构的宏观与各微观性能表征以及致密化机理的分析。在物理实验中
随着人民的生活需求水平的升级以及汽车工程相关技术的进步,人民群众对汽车的舒适性安全性提出了更高更全面的要求,汽车乘坐的舒适性问题也日益被我们关注。同时我们要注意到悬架系统对于提升车辆平顺性和稳定性,舒适性和安全性有重要意义。所以我们希望通过研究汽车悬架系统来提高汽车的舒适性和平顺性。近年来车辆悬架系统的研究引起广泛关注,也取得了很多的相关成果。同时座椅主动悬架的研究已经成为世界各国车辆研究机构的重
随着数控设备向着高速化方向的不断发展,对作为数控机床重要组成部分的滚动直线导轨的性能要求也变得越来越高,由于其工作性能对所生产的产品质量起着决定性作用,因而对降低滚动直线导轨振动和噪声的研究引起了广泛的重视。开展对滚动直线导轨的碰撞特性研究、碰撞动力学模型的建立与分析以及可靠性分析显得十分必要。论文的主要研究内容包括:(1)基于弹性力学和运动学相关知识对滚动直线导轨系统的碰撞特性进行了研究。根据滚