【摘 要】
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飞机辅助动力装置（简称APU）油管承受燃油流体冲击,进而引起油管和油管间连接部件的振动,造成油管螺母螺纹在服役期间造成诸多损伤,影响油管使用安全性及可靠性。油管结构损伤的进一步发展容易造成APU故障而失效,因此对油管结构进行研究,进而了解油管螺母螺纹损伤原因,对APU油管设计及APU检修有重要指导意义。首先基于油管结构的实际工况,利用ANASYS Workbench的Fluent模块进行流体仿真计
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飞机辅助动力装置（简称APU）油管承受燃油流体冲击,进而引起油管和油管间连接部件的振动,造成油管螺母螺纹在服役期间造成诸多损伤,影响油管使用安全性及可靠性。油管结构损伤的进一步发展容易造成APU故障而失效,因此对油管结构进行研究,进而了解油管螺母螺纹损伤原因,对APU油管设计及APU检修有重要指导意义。首先基于油管结构的实际工况,利用ANASYS Workbench的Fluent模块进行流体仿真计算,获得油管燃油流体的流动特性。计算结果显示流体在油管内壁边流速较慢,在油管中间流速较快。计算结果导入Static Structural模块进行油管结构的流-固耦合分析,得出油管结构在管道弯曲部分承受更大的应力、应变,油管的最大变形为2.3836e-008mm,最大应力为3.4749e-005MPa。得出螺母螺纹受到的最大应力大于许用应力,造成螺母螺纹的微动疲劳。利用Modal模块对流-固耦合场下的油管结构进行模态分析,求解油管结构的前六阶模态,得到在第三阶模态频率1251.2Hz下,油管结构变形最大为510.95mm,要注意避免油管在此频率下造成的共振影响。利用Harmonic Response模块在油管前六阶模态频率范围内进行的谐响应分析。观察谐响应分析下螺母螺纹的频率响应图,得到在一阶模态频率596.94Hz下,螺母螺纹产生的振动幅值最大为7.1215e-003mm,在二阶模态频率1015.7Hz下,螺母螺纹产生的振动幅值最小为6.8174e-007 mm。观察螺母螺纹受谐响应简谐载荷下的应力、应变,得到螺母螺纹在油管接头边缘处受到最大变形,更易损坏,结合实际APU螺纹损伤图,验证损伤分析的正确性。
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