基于典型适航载荷的3000 psi民机液压管路系统应力分析方法研究
发布时间：2021-07-09 08:08
近年来,我国在民机自主研发上取得了突出的成绩,但是相关技术标准和规范主要借鉴国外,具有自主知识产权的成果与国外存在较大差距,加上民机液压管路系统工作载荷和力学特性极为复杂,而可靠性要求高。本课题结合民机适航载荷,开展液压管路系统应力分析和试验研究,目的是为具有自主知识产权的液压管路系统分析建设提供支持。本文主要研究内容和工作如下:（1）典型适航载荷分析及民机液压管路系统应力分析流程设计基于国际运输类飞机适航标准,从典型适航载荷作用特点出发,分析压力、位移和振动载荷在民机不同机体部位液压管路系统上的叠加机制,确定应力分析载荷工况和应力分析判据,设计民机液压管路系统应力分析流程,对应力分析方法的研究具有一定指导意义。（2）民机液压管路系统有限元分析法建立以3000 psi民机液压管路系统为研究对象,基于有限元分析理论,提出其模型简化、边界条件设置和网格划分等方法。此外,结合疲劳损伤理论,采用Bandat和Dirlik数学模型对民机液压管路系统在高周疲劳载荷作用下的寿命进行预测。同时,给出在民机管路系统模态分析中应用广泛的传递矩阵法和有限元法,为其固有频率求解奠定基础。（3）民机液压管路系统...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：113 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三个型号的国产客机实物及概念机照片
第2章民用液压管路系统典型适航载荷分析与应力分析流程设计-13-表2-13000psi压力体制下民机液压管路规格液压管路规格不同液压管路材料壁厚规格铝合金钛合金不锈钢低压(in)高压(in)高压(in)-04(0.250in)0.0350.0200.016-06(0.375in)0.0200.020-08(0.500in)0.0260.026-10(0.625in)0.0320.033-12(0.750in)0.0390.039-16(1.000in)—0.052钛合金和不锈钢材料主要应用于高压管路，铝合金主要应用于低压管路，钛合管路壁厚和不锈钢管路壁厚大致相同，铝合金管路壁厚都是0.035in。(2)液压管接头民机液压管路系统中通过管接头来连接两段及以上管路，一般管路接头可分为永久式、可拆卸式和柱端式三大类。永久式管路接头一旦安装后不可拆卸，可靠性较高；可拆卸式管路接头维护性较好，但是质量和体积较大，可靠性较弱；柱端式管接头通常用于管路系统终端来连接管路与柱端端口。目前，3000psi压力体制民机基本使用径向压接式管接头。国产民机ARJ21-700液压管路系统基本使用径向压接式管接头，如图2-1所示，其主要是通过装配设备将管接头压接到管路表面，发生弹塑性变形，消除径向空隙产生过盈配合，从而达到密封效果，不需要依靠连接螺纹。图2-1民机液压管路系统径向压接式管接头(3)液压管路系统支撑附件民机液压管路系统遍布民机全身，工作环境十分复杂，根据ARP1897标准对管路支撑附件进行安装，抑制管路系统振动和保证液压系统可靠性。民机液压管路通过卡箍、支架和过框主要支撑附件固定在民机结构上，国产ARJ21-700民机机翼区域
燕山大学工程硕士学位论文-14-局部液压管路系统结构示意图如图2-2所示。图2-2国产ARJ21-700民机机翼区域局部液压管路系统结构示意图1)液压管路系统支架支架是液压管路系统主要支撑附件之一，一般采用铝合金材料制造，其常用类型可分为L型支架和Z型支架，如图2-3所示。a)L型管路支架b)Z型管路支架图2-3液压管路支架常用类型由上图可知，两种类型的管路支架都有两个面拥有螺钉孔，一个面通过螺钉与约束管路的卡箍相连，另一个通过螺钉与民机结构相连，从而辅助固定液压管路。2)液压管路系统卡箍卡箍是液压管路系统的主要支撑附件之一，直接约束液压管路自由。主要包括带有衬垫的P型卡箍、马鞍型卡箍或者可安装多根管路的块状卡箍，如图2-4所示。a)P型卡箍b)马鞍型卡箍c)块状卡箍图2-4民机液压管路系统卡箍类型P型卡箍由金属环形卡箍和橡胶衬垫组成，其安装简单，只需通过螺钉即可将单根液压管路固定在支架上或直接固定在民机结构上。并且，其体积孝安装灵活和固定性好，在民机液压系统中广泛应用，其安装示意图如图2-5所示。马鞍型卡箍的材料和P型卡箍一样，只是需要通过在其两侧分别安装螺钉来固定单根液压管路。
【参考文献】：
期刊论文
[1]深水结构物监测耐压壳体的密封结构设计[J]. 司江伟,刘军鹏,罗晓兰,张涛. 石油矿场机械. 2019(05)
[2]喷气式飞机机载设备振动试验相关参数的计算方法研究[J]. 王继亮. 科技与创新. 2019(13)
[3]某型飞机肘形导管断裂故障分析与改进验证[J]. 舒送,范鑫,刘峰,韦顺超. 机床与液压. 2019(02)
[4]飞机液压源导管振动改进研究[J]. 刘克鹏,史强. 内燃机与配件. 2019(01)
[5]基于非线性累积损伤的随机振动疲劳寿命分析[J]. 王虎,王轲,赵丽茹. 振动.测试与诊断. 2018(05)
[6]液压管路动态特性分析与试验[J]. 宋玉山,任孝东,任峰. 锻压装备与制造技术. 2018(04)
[7]飞机管道颗粒碰撞阻尼器设计与试验验证[J]. 於为刚,陈果,刘彬彬,寸文渊,张茂林,赵正大,陈雪梅,侯民利. 航空学报. 2018(12)
[8]基于ANSYS大流量管路流固耦合振动分析[J]. 桑勇,邵利来,王旭东. 液压气动与密封. 2018(07)
[9]基于动应力的民机液压管路疲劳寿命分析[J]. 齐晓燕,徐真. 机械设计与研究. 2018(03)
[10]航空弯曲液压管路流固耦合振动频响分析[J]. 权凌霄,孙冰江,赵劲松,李东. 西北工业大学学报. 2018(03)
硕士论文
[1]飞机吊挂液压管系振动传递特性研究[D]. 赵文俊.燕山大学 2018
[2]随机振动疲劳寿命估算方法的等效研究[D]. 梅红杰.南京航空航天大学 2014
[3]机翼液压管路模型简化及振动分析[D]. 杨龙.西安电子科技大学 2014
[4]车载设备随机振动疲劳寿命研究[D]. 顾晓华.南京航空航天大学 2013
[5]考虑温度影响下结构振动疲劳寿命估算[D]. 王佳莹.南昌航空大学 2012
[6]一种随机振动疲劳寿命分析技术研究[D]. 胡磊.南京航空航天大学 2012
本文编号：3273370
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：113 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三个型号的国产客机实物及概念机照片
第2章民用液压管路系统典型适航载荷分析与应力分析流程设计-13-表2-13000psi压力体制下民机液压管路规格液压管路规格不同液压管路材料壁厚规格铝合金钛合金不锈钢低压(in)高压(in)高压(in)-04(0.250in)0.0350.0200.016-06(0.375in)0.0200.020-08(0.500in)0.0260.026-10(0.625in)0.0320.033-12(0.750in)0.0390.039-16(1.000in)—0.052钛合金和不锈钢材料主要应用于高压管路，铝合金主要应用于低压管路，钛合管路壁厚和不锈钢管路壁厚大致相同，铝合金管路壁厚都是0.035in。(2)液压管接头民机液压管路系统中通过管接头来连接两段及以上管路，一般管路接头可分为永久式、可拆卸式和柱端式三大类。永久式管路接头一旦安装后不可拆卸，可靠性较高；可拆卸式管路接头维护性较好，但是质量和体积较大，可靠性较弱；柱端式管接头通常用于管路系统终端来连接管路与柱端端口。目前，3000psi压力体制民机基本使用径向压接式管接头。国产民机ARJ21-700液压管路系统基本使用径向压接式管接头，如图2-1所示，其主要是通过装配设备将管接头压接到管路表面，发生弹塑性变形，消除径向空隙产生过盈配合，从而达到密封效果，不需要依靠连接螺纹。图2-1民机液压管路系统径向压接式管接头(3)液压管路系统支撑附件民机液压管路系统遍布民机全身，工作环境十分复杂，根据ARP1897标准对管路支撑附件进行安装，抑制管路系统振动和保证液压系统可靠性。民机液压管路通过卡箍、支架和过框主要支撑附件固定在民机结构上，国产ARJ21-700民机机翼区域
燕山大学工程硕士学位论文-14-局部液压管路系统结构示意图如图2-2所示。图2-2国产ARJ21-700民机机翼区域局部液压管路系统结构示意图1)液压管路系统支架支架是液压管路系统主要支撑附件之一，一般采用铝合金材料制造，其常用类型可分为L型支架和Z型支架，如图2-3所示。a)L型管路支架b)Z型管路支架图2-3液压管路支架常用类型由上图可知，两种类型的管路支架都有两个面拥有螺钉孔，一个面通过螺钉与约束管路的卡箍相连，另一个通过螺钉与民机结构相连，从而辅助固定液压管路。2)液压管路系统卡箍卡箍是液压管路系统的主要支撑附件之一，直接约束液压管路自由。主要包括带有衬垫的P型卡箍、马鞍型卡箍或者可安装多根管路的块状卡箍，如图2-4所示。a)P型卡箍b)马鞍型卡箍c)块状卡箍图2-4民机液压管路系统卡箍类型P型卡箍由金属环形卡箍和橡胶衬垫组成，其安装简单，只需通过螺钉即可将单根液压管路固定在支架上或直接固定在民机结构上。并且，其体积孝安装灵活和固定性好，在民机液压系统中广泛应用，其安装示意图如图2-5所示。马鞍型卡箍的材料和P型卡箍一样，只是需要通过在其两侧分别安装螺钉来固定单根液压管路。
【参考文献】：
期刊论文
[1]深水结构物监测耐压壳体的密封结构设计[J]. 司江伟,刘军鹏,罗晓兰,张涛. 石油矿场机械. 2019(05)
[2]喷气式飞机机载设备振动试验相关参数的计算方法研究[J]. 王继亮. 科技与创新. 2019(13)
[3]某型飞机肘形导管断裂故障分析与改进验证[J]. 舒送,范鑫,刘峰,韦顺超. 机床与液压. 2019(02)
[4]飞机液压源导管振动改进研究[J]. 刘克鹏,史强. 内燃机与配件. 2019(01)
[5]基于非线性累积损伤的随机振动疲劳寿命分析[J]. 王虎,王轲,赵丽茹. 振动.测试与诊断. 2018(05)
[6]液压管路动态特性分析与试验[J]. 宋玉山,任孝东,任峰. 锻压装备与制造技术. 2018(04)
[7]飞机管道颗粒碰撞阻尼器设计与试验验证[J]. 於为刚,陈果,刘彬彬,寸文渊,张茂林,赵正大,陈雪梅,侯民利. 航空学报. 2018(12)
[8]基于ANSYS大流量管路流固耦合振动分析[J]. 桑勇,邵利来,王旭东. 液压气动与密封. 2018(07)
[9]基于动应力的民机液压管路疲劳寿命分析[J]. 齐晓燕,徐真. 机械设计与研究. 2018(03)
[10]航空弯曲液压管路流固耦合振动频响分析[J]. 权凌霄,孙冰江,赵劲松,李东. 西北工业大学学报. 2018(03)
硕士论文
[1]飞机吊挂液压管系振动传递特性研究[D]. 赵文俊.燕山大学 2018
[2]随机振动疲劳寿命估算方法的等效研究[D]. 梅红杰.南京航空航天大学 2014
[3]机翼液压管路模型简化及振动分析[D]. 杨龙.西安电子科技大学 2014
[4]车载设备随机振动疲劳寿命研究[D]. 顾晓华.南京航空航天大学 2013
[5]考虑温度影响下结构振动疲劳寿命估算[D]. 王佳莹.南昌航空大学 2012
[6]一种随机振动疲劳寿命分析技术研究[D]. 胡磊.南京航空航天大学 2012
本文编号：3273370
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/3273370.html
