航发低压转子连接螺栓组螺栓装配预紧力研究

发布时间：2021-11-02 06:35

　　航空发动机是飞机的“心脏”,低压转子更是传递动力的重要部件,低压转子由低压涡轮锥壁与轴盘通过包含36个螺栓的螺栓组连接而成,低压转子螺栓组螺栓的连接性能直接影响整机的服役性能。国内的发动机设计工作起步较晚,之前的研究主要关注叶片等结构件的设计,对于紧固装配的研究还处于起步阶段,随着国内发动机设计工作的日益完善,紧固装配等引起了广泛的关注。被连接件的结构、螺栓的数量、尺寸、螺栓的预紧力等许多因素对连接性能会有影响,本文结合相关项目要求,仅考虑螺栓预紧力的影响。螺栓预紧力分为两种:1、保证发动机在服役过程中各项指标满足要求,本文将该预紧力称为服役预紧力;2、保证在紧固装配过程中,由于工艺及其他因素引起的预紧力改变,本文称之为工艺预紧力,而最终要得到的是服役预紧力与工艺预紧力共同构成的装配预紧力。本文分别讨论服役预紧力与工艺预紧力的影响因素及确定方法,最终得到装配预紧力。本文第二章介绍了螺栓预紧力及结合面面压的测试方法,主要使用光纤光栅传感器,结合相关的粘贴工艺方法,通过大量的标定试验,对螺栓预紧力和结合面面压进行准确,多点同时在线的测量,同时,还具有对结构破坏小的优点。其中预紧力的测测量方... 

【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：106 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 螺栓预紧力及结合面面压测量研究现状
        1.2.1 螺栓预紧力测量方法研究现状
        1.2.2 结合面面压测量方法研究现状
    1.3 螺栓组弹性相互作用国内外研究现状
    1.4 螺栓预紧力计算国内外研究现状
    1.5 本文研究内容和技术路线
        1.5.1 本文研究内容
        1.5.2 本文技术路线
2 螺栓连接结构结合面面压及预紧力测量方法研究
    2.1 光纤光栅传感器原理介绍
    2.2 基于光纤光栅传感器的螺栓预紧力测量
        2.2.1 光纤光栅传感器设备及粘贴工艺介绍
        2.2.2 光纤光栅传感器的封装
        2.2.3 光栅螺栓的标定
        2.2.4 标定数据处理
    2.3 被连接件结合面面压测量
        2.3.1 螺栓连接结构结合面面压测试原理
        2.3.2 结合面均压试验研究
        2.3.3 螺栓连接结构结合面压力测试
        2.3.4 低压涡轮轴盘、锥壁连接界面面压标定
    2.5 本章小结
3 螺栓组拧紧工艺机理分析
    3.1 弹性作用机理分析
        3.1.1 弹性负作用分析
        3.1.2 弹性正作用分析
    3.2 法兰连接弹性相互作用实验
        3.2.1 实验方案
        3.2.2 实验结果分析
    3.3 本章小结
4 螺栓预紧力分析
    4.1 基于分离准则的预紧力计算
        4.1.1 由外载所产生的附加螺栓载荷
        4.1.2 克服接触面分离的螺栓预紧力计算
    4.2 基于刚度准则的预紧力计算
        4.2.1 单螺栓连接刚度分析
        4.2.2 低压转子连接刚度有限元分析
        4.2.3 低压转子连接刚度试验
    4.3 基于动力学特性准则的预紧力计算
        4.3.1 固有频率与刚度关系理论分析
        4.3.2 四螺栓简化试件的固有频率测试实验
        4.3.3 固有频率实验结果分析
    4.4 转子连接螺栓低周疲劳分析
        4.4.1 载荷谱分析
        4.4.2 简化模型热—结构耦合计算
        4.4.3 疲劳寿命预测模型分析
        4.4.4 低压转子疲劳寿命估算
    4.5 本章小结
5 基于紧固过程的装配预紧力分析
    5.1 螺栓预紧力松弛分析
        5.1.1 蠕变与应力松弛机理分析
        5.1.2 螺栓预紧力松弛分析
    5.2 低压转子拧紧工艺分析
        5.2.1 实验试件及装置介绍
        5.2.2 低压转子连接螺栓组工艺实验
        5.2.3 低压转子拧紧工艺优化分析
    5.3 低压转子螺栓组螺栓装配预紧力的确定
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：3471523