航空发动机机匣安装边抗冲击数值仿真

来源 :第十届南方计算力学学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chenjzh68
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  本文采用显式动力分析有限元软件ANSYS/LS-DYNA 对航空发动机断裂叶片与机匣及机匣安装边的撞击过程进行了模拟。分别采用叶片宽边垂直和平行于螺栓方向两种姿态撞击机匣。提出了多种设计方案来优化设计,如改变法兰边螺孔位置、法兰边厚度、叶片撞击位置等方案进行模拟探讨。对撞击传递到螺栓的力与能量进行了对比分析,寻求一定的规律。由模拟结果可知,在安装边受到破坏前,螺栓已经开始产生断裂现象,要优化安装边的抗冲击设计,应先着重考虑对于螺栓方面的优化设计。离撞击点最近的螺栓最先受到影响,且其在叶片撞击速度方向的受力远大于其余螺栓在此方向的受力,因此最容易受到破坏,产生断裂。由于撞击,上下机匣之间会产生错位分离,使得螺栓受到拉力和剪切力,当螺栓受力达到破坏极限时,螺栓将被剪断或拉断。叶片宽边平行于螺栓方向撞击比叶片宽边垂直于螺栓方向撞击的螺栓吸收的能量多,在同一撞击速度下更容易产生断裂现象。叶片距安装边越远,各螺栓刚开始受到的合力越小,但随后由于机匣受到撞击的振动及应力波的传递,使得各螺栓所受到的合力越来越不稳定,呈现出无规律状态。模拟所得出的结果对于航空发动机机匣安装边的优化设计有一定的参考价值。
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