大涵道比涡扇发动机吸鸟结构安全性分析与评估方法
发布时间：2021-07-23 12:02
大涵道比涡扇发动机在工作时极易吸入飞鸟,影响发动机的结构安全性。国外高度重视发动机吸鸟时的结构安全性问题,并发展了适航条款来规范发动机吸鸟时的最低结构安全性要求,以及达成这种结构安全性要求所必须开展的分析、仿真、试验等研究工作的指南;国内在相关领域的研究处于起步阶段,缺乏有效的分析手段和评估方法。本文以大涵道比涡扇发动机吸鸟结构安全性为研究对象,开展发动机吸鸟适航符合性验证方法与流程、发动机典型承力结构吸鸟时载荷传递规律、动态响应数值分析方法、整机中关键承力部件的安全性分析等研究工作,主要研究工作与结果如下:（1）以大涵道比涡扇发动机吸鸟结构安全性分析与评估的研究背景和意义为切入点,深入介绍了国内外在吸鸟适航条款起源、制订、升级等研究领域的发展沿革与适航符合性验证方法的研究及应用进展,对航空发动机结构安全分析的理论发展及工程技术进展进行了详细论述,指出国内目前相关研究工作应该更加关注适航符合性验证分析、设计相关的流程规范制订,以及可支持适航符合性验证的分析、建模、仿真、试验等工程技术方法的有机结合等技术发展趋势。（2）依据航空发动机吸鸟适航条款的要求、取证流程与验证方法,对现行有效的吸...
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
吸鸟适航条款中质量与数量要求
图 2.5 发动机吸鸟适航符合性验证技术路线图如图所示，发动机吸鸟适航符合性验证技术的技术路线应以适航条款的相关条款作为切入点，开展对适航条款的分析和归纳，掌握条款的内涵和外在需求；随后根据适航条款中规定开展的试验与分析的条件建设入手，开展试验系统的建设与试验方法研究；在上述研究的基础上，开展材料本构模型研究，为下一步数值模拟提供准确的材料模型，随后进一步发展数值模拟方法，对撞击情况开展预估分析；在上述工作的基础上依次开展单个静止部件的冲击试验、单个或多个旋转部件的冲击试验、整级旋转部件的冲击试验，发展整机吞咽试验能力，随后综合上述研究结果和掌握的技术，开展整机吸鸟适航审定，产品定型后对其开展跟踪调研，掌握使用情况反馈，结合事故调查结果等数据，采用数理统计和故障树分析等手段，查找原因，将结果反馈给设计当局和适航管理当局，升级条款，进行下一轮的技术升级改造。2.5.2 发动机吸鸟适航符合性设计流程依据上文研究结果，提出发动机吸鸟适航符合性设计流程，见图 2.6。首先根据技术性能指标要求进行风扇/压气机叶片的叶型设计，得出基础叶型后进入强度校核程序，如强度校核未达
大涵道比涡扇发动机吸鸟结构安全性分析与评估方法整级旋转转子试验与分析的目的为评估转子及支承系统在冲击下的振动和强度性能，如果性能不达标，则需要考虑转子支承系统的设计，如果振动和强度性能可以达标，则将受冲击叶片拆下安装至一台完好发动机上进行性能测试，测试如果振动性能不达标，则考虑重新设计支承结果，如果推力指标不达标，在排除了核心机等其他影响因素外应退回至叶片初始设计阶段，如果均能通过，则进入最终的发动机整机吞咽试验，根据适航条款规定的要求综合考虑发动机的性能，进行产品定型，并通过产品使用经验、数据库、故障分析等反馈，持续提升适航条款，并将经验反馈至进一步叶片设计技术中。2.5.3 发动机吸鸟结构安全适航符合性验证方法首先对发动机吸鸟的工作状态、载荷状态和影响结果进行初步分析，图 2.7 表示了航空发动机吸鸟后的载荷传递情况。
【参考文献】：
期刊论文
[1]军用涡扇发动机吞鸟适航符合性验证研究[J]. 晏祥斌,张琼,许多. 燃气涡轮试验与研究. 2017(04)
[2]航空发动机吸鸟适航验证关键参数分析方法[J]. 罗刚,陈伟,赵振华,杨杰,周泽友,刘璐璐. 机械科学与技术. 2016(11)
[3]航空发动机宽弦风扇叶片鸟撞损伤模型标定[J]. 柴象海,侯亮,王志强,汤忠斌. 航空动力学报. 2016(05)
[4]Development Strategy of Engine Bird Ingestion Certification Technology[J]. 陈伟,罗刚,张晟,刘双丽. Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics. 2015(05)
[5]鸟撞击风扇转子叶片损伤模拟与试验研究[J]. 张海洋,蔚夺魁,王相平,伊锋,李根. 推进技术. 2015(09)
[6]GLARE平板抗鸟撞数值模拟[J]. 谢灿军,童明波,刘富,岳广全,刘艳. 复合材料学报. 2013(S1)
[7]航空发动机整机振动耦合动力学模型及其验证[J]. 陈果. 航空动力学报. 2012(02)
[8]双转子航空发动机整机振动建模与分析[J]. 陈果. 振动工程学报. 2011(06)
[9]基于流固耦合的实体元空心叶片鸟撞数值模拟[J]. 刘建明,蒋向华,武卉,马永峰,王东. 航空发动机. 2011(02)
[10]关于航空发动机吸鸟适航条例的变化与思考[J]. 岳宁,王春生. 国际航空. 2010(05)
硕士论文
[1]航空发动机适航规定安全性分析条款符合性验证理论与实践[D]. 乔磊.南京航空航天大学 2016
[2]某型航空发动机整机振动特性分析[D]. 王海涛.南京航空航天大学 2010
本文编号：3299253
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
吸鸟适航条款中质量与数量要求
图 2.5 发动机吸鸟适航符合性验证技术路线图如图所示，发动机吸鸟适航符合性验证技术的技术路线应以适航条款的相关条款作为切入点，开展对适航条款的分析和归纳，掌握条款的内涵和外在需求；随后根据适航条款中规定开展的试验与分析的条件建设入手，开展试验系统的建设与试验方法研究；在上述研究的基础上，开展材料本构模型研究，为下一步数值模拟提供准确的材料模型，随后进一步发展数值模拟方法，对撞击情况开展预估分析；在上述工作的基础上依次开展单个静止部件的冲击试验、单个或多个旋转部件的冲击试验、整级旋转部件的冲击试验，发展整机吞咽试验能力，随后综合上述研究结果和掌握的技术，开展整机吸鸟适航审定，产品定型后对其开展跟踪调研，掌握使用情况反馈，结合事故调查结果等数据，采用数理统计和故障树分析等手段，查找原因，将结果反馈给设计当局和适航管理当局，升级条款，进行下一轮的技术升级改造。2.5.2 发动机吸鸟适航符合性设计流程依据上文研究结果，提出发动机吸鸟适航符合性设计流程，见图 2.6。首先根据技术性能指标要求进行风扇/压气机叶片的叶型设计，得出基础叶型后进入强度校核程序，如强度校核未达
大涵道比涡扇发动机吸鸟结构安全性分析与评估方法整级旋转转子试验与分析的目的为评估转子及支承系统在冲击下的振动和强度性能，如果性能不达标，则需要考虑转子支承系统的设计，如果振动和强度性能可以达标，则将受冲击叶片拆下安装至一台完好发动机上进行性能测试，测试如果振动性能不达标，则考虑重新设计支承结果，如果推力指标不达标，在排除了核心机等其他影响因素外应退回至叶片初始设计阶段，如果均能通过，则进入最终的发动机整机吞咽试验，根据适航条款规定的要求综合考虑发动机的性能，进行产品定型，并通过产品使用经验、数据库、故障分析等反馈，持续提升适航条款，并将经验反馈至进一步叶片设计技术中。2.5.3 发动机吸鸟结构安全适航符合性验证方法首先对发动机吸鸟的工作状态、载荷状态和影响结果进行初步分析，图 2.7 表示了航空发动机吸鸟后的载荷传递情况。
【参考文献】：
期刊论文
[1]军用涡扇发动机吞鸟适航符合性验证研究[J]. 晏祥斌,张琼,许多. 燃气涡轮试验与研究. 2017(04)
[2]航空发动机吸鸟适航验证关键参数分析方法[J]. 罗刚,陈伟,赵振华,杨杰,周泽友,刘璐璐. 机械科学与技术. 2016(11)
[3]航空发动机宽弦风扇叶片鸟撞损伤模型标定[J]. 柴象海,侯亮,王志强,汤忠斌. 航空动力学报. 2016(05)
[4]Development Strategy of Engine Bird Ingestion Certification Technology[J]. 陈伟,罗刚,张晟,刘双丽. Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics. 2015(05)
[5]鸟撞击风扇转子叶片损伤模拟与试验研究[J]. 张海洋,蔚夺魁,王相平,伊锋,李根. 推进技术. 2015(09)
[6]GLARE平板抗鸟撞数值模拟[J]. 谢灿军,童明波,刘富,岳广全,刘艳. 复合材料学报. 2013(S1)
[7]航空发动机整机振动耦合动力学模型及其验证[J]. 陈果. 航空动力学报. 2012(02)
[8]双转子航空发动机整机振动建模与分析[J]. 陈果. 振动工程学报. 2011(06)
[9]基于流固耦合的实体元空心叶片鸟撞数值模拟[J]. 刘建明,蒋向华,武卉,马永峰,王东. 航空发动机. 2011(02)
[10]关于航空发动机吸鸟适航条例的变化与思考[J]. 岳宁,王春生. 国际航空. 2010(05)
硕士论文
[1]航空发动机适航规定安全性分析条款符合性验证理论与实践[D]. 乔磊.南京航空航天大学 2016
[2]某型航空发动机整机振动特性分析[D]. 王海涛.南京航空航天大学 2010
本文编号：3299253
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/3299253.html
