受感部力學(xué)特性數(shù)值模擬方法研究.pdf

1、航空發(fā)動(dòng)機(jī)等高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速的復(fù)雜流體機(jī)械在工程試驗(yàn)中需使用受感部測(cè)量其內(nèi)流溫度、壓力等氣動(dòng)參數(shù)，由于其內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊、流動(dòng)復(fù)雜和高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速的特點(diǎn)，工作于其內(nèi)部的受感部要求有較小尺寸的同時(shí)還要承受極大的氣動(dòng)、熱力和機(jī)械載荷，一旦失效將會(huì)造成很大損失。因此，受感部研制過程中強(qiáng)度和可靠性的設(shè)計(jì)是極其重要的。
　　目前，受感部的強(qiáng)度和可靠性在設(shè)計(jì)過程中多采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)，主要依賴于簡(jiǎn)化的理論計(jì)算和工程實(shí)踐積累的經(jīng)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)階段并不能

2、確定受感部結(jié)構(gòu)是否合理，預(yù)測(cè)的應(yīng)力和使用壽命等特性與其實(shí)際使用情況相差都比較大，也沒有辦法對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理優(yōu)化和改進(jìn)。制約了受感部的小型化發(fā)展和使用壽命的進(jìn)一步提高。
　　本文針對(duì)這一問題，應(yīng)用目前仿真領(lǐng)域的成熟技術(shù)－有限元方法對(duì)典型結(jié)構(gòu)受感部力學(xué)特性的數(shù)值仿真方法進(jìn)行了研究：研究了單元類型、網(wǎng)格數(shù)量、網(wǎng)格劃分策略等因素對(duì)數(shù)值仿真結(jié)果的影響，提出了合理的模型離散方法；提出了靜力分析方法和流程，研究了梁?jiǎn)卧Ｐ秃蜌卧Ｐ挽o力分析結(jié)

3、果，并應(yīng)用殼單元模型對(duì)比研究了模型簡(jiǎn)化、網(wǎng)格劃分策略等因素對(duì)數(shù)值仿真結(jié)果的影響；提出了模態(tài)分析方法和流程，應(yīng)用梁?jiǎn)卧Ｐ脱芯苛四呈芨胁磕Ｐ偷膭?dòng)態(tài)特性；提出了疲勞分析方法和流程，研究了不同形式載荷作用下受感部的疲勞壽命。
　　本文的研究工作表明，應(yīng)用有限元方法對(duì)受感部的力學(xué)特性進(jìn)行數(shù)值模擬研究能有效地獲取其強(qiáng)度狀態(tài)、模態(tài)特征參數(shù)及疲勞壽命等強(qiáng)度性能，通過對(duì)比研究，還可分析不同因素對(duì)受感部強(qiáng)度性能的影響規(guī)律，可為受感部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提