热声载荷下薄壁结构非线性振动响应分析及疲劳寿命预测

摘要：

基于时域分析法研究了金属薄壁结构在热声载荷下的非线性振动响应特性,并采用四种应力寿命模型预测了薄板梁的热声疲劳寿命.以典型薄板梁为研究模型,首先研究了单一噪声激励下薄板梁的时域响应特性及热载荷对其响应特性的影响机理,并仿真分析了薄板梁在热声激励下的非线性响应特性.在此基础上,运用雨流法统计了薄板梁根部的应力响应,并基于Miner线性累积损伤理论采用Goodman、Morrow、Walker和修正Walker应力寿命模型预测了薄板梁在不同工况下的热声疲劳寿命.研究结果表明:薄板梁的热模态基频在其热声疲劳问题中起主导作用;薄板梁热屈曲后的非线性跳变响应将增大应力幅值,从而严重削弱结构的预期寿命;噪声载荷是影响屈曲前薄板梁热声疲劳寿命的主要因素,而热载荷是影响屈曲后热声疲劳寿命的主要因素.因此在薄壁结构抗热声疲劳设计中必须重点考虑热声载荷联合作用的影响.

关键词：薄壁结构、热声载荷、时域分析、非线性跳变响应、雨流法、Miner损伤理论

所属期刊栏目：32

分类号：V215;V414(基础理论及试验)

资助基金：西北工业大学基础研究基金JC20110237;航空科学基金2012ZB53019

在线出版日期：2014-03-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：135-139,168