高速热流下薄壁结构声振响应分析及寿命预估

摘要：

现代飞行器飞行过程中发动机薄壁结构受高速热流冲击面临着极为严酷的工作环境,使结构产生大挠度动力学响应以及疲劳损伤破坏现象.为获取难以实测的热流冲击下结构声振响应规律及疲劳破坏时间,采用耦合有限元/边界元的方法进行数值模拟分析与热声疲劳试验相结合的方法,根据载荷效果构建与试验件尺寸完全一致的数值仿真模型,对热声载荷下薄壁结构进行仿真计算.采用功率谱密度(PSD)法分析频率响应峰值随声载荷变化规律,并通过改进的雨流计数法对声振响应数据进行统计分析,得到疲劳寿命时间.并对比声振响应仿真计算结果与试验结果发现误差小于2％,验证了数值仿真的可靠性.在此基础上,对高速热流冲击作用下薄壁结构进行数值仿真分析,通过分析频率响应峰值随温度和流速的变化规律获取不同温度各流速下结构声振响应及疲劳寿命变化规律,并阐述造成这种变化的原因.本文完成的工作可对高速热流环境下薄壁结构响应分析和寿命预估提供参考依据.

关键词：高速热流、薄壁结构、热声疲劳、寿命预估、改进的雨流计数法

所属期刊栏目：41

分类号：V214.4;V215.5+2(基础理论及试验)

资助基金：航空科学基金20151554002

在线出版日期：2020-04-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：201-214