防火试验中板材壁厚对烧穿时间的影响分析

发布时间：2020-07-29 12:39

【摘要】：飞机部件的防火性能是一项非常重要的研究工作,而防火试验中材料的厚度会对试验结果产生重大影响,因此需要针对飞机常用金属材料在防火试验中表现开展研究。首先根据AC20-135适航条款所要求的试验环境及构型,提出了板材的传热模型,并对板材的控制方程进行了分析,得到了求解板材温度场所需的条件,主要包括前表面的热通量载荷及后表面的换热系数。并对国内外关于材料烧蚀烧穿的研究工作进行总结,得到金属类材料所常用的烧穿判据:温度阈值法。其次,根据相关适航规章对不锈钢与铝合金开展防火试验。分析不同板材材料、不同板材厚度等工况下板材背火面的热量收支情况,确定了真实防火试验中在板材背火面为自然对流换热情况下的换热系数。从而为之后的针对金属板材的防耐火数值分析提供了边界换热条件的实验数据支撑。之后为了获取板材前表面的净热通量,针对燃油燃烧器进行数值建模并采用商业软件FLUENT对防火试验中的火焰特征进行数值研究。确定了数值仿真中符合适航规章的燃油流量范围,在此基础上进一步对含板材试件的完整防火试验进行数值研究,确定了在此燃油流量范围下试件受火表面的热通量分布情况,从而为随后的金属板材防耐火数值分析提供净热通量载荷。最后采用商业软件ABAQUS对防火试验中金属板材的防耐火能力进行数值研究。板材背火面的换热边界条件采试验研究结果;而受火面的热通量与压力载荷采用fluent的数值分析结果,重点研究了金属平板在防火试验过程中的温度场等变化,并以传统的温度阈值作为金属板材的烧穿失效判据对板材烧穿时间进行分析,最后以真实的防火试验烧穿时间对仿真结果进行检验以验证其准确性。
【学位授予单位】：中国民航大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V250.3;V328

【参考文献】

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本文编号：2773973