为发展裂纹在线监测技术,积累损伤容限试验数据,设计了偏心孔损伤容限测试用轮盘。通过真实发动机机轮盘的应力及寿命结果分析,确定了损伤容限测试位置;通过失效能量影响分析,确定了试验转速及外形尺寸范围;依据指定寿命,利用名义应力法及局部应力-应变法设计了损伤容限测试位置的应力水平;通过有限元分析,进行了具体轮盘结构设计并优化。设计结果表明,该轮盘能够满足损伤容限测试要求。
针对航空发动机弹性支承中的弹性环结构刚度特性问题,开展弹性环刚度分析方法的研究。建立某型弹性环结构组合件模型,利用有限元仿真软件对其刚度进行了计算,并通过与理论分析方法对比验证了有限元分析方法的有效性。分别针对不同结构参数和工况条件下的弹性环刚度变化情况进行了分析,获得支承刚度对各参数的敏感程度。研究结果表明:弹性环刚度随着壁厚、凸台高度、凸台长度以及圆角半径的增加而增大,但增大的幅度不同。通过对比各个参数的灵敏度系数,可知弹性环的支承刚度受壁厚影响最大;凸台参数次之;圆角半径几乎没有影响。研究结果可为航空发动机弹性环结构设计提供参考。
摘要:为研究燃烧室结构对热、声激励的响应,本文基于多场耦合瞬态模拟技术,建立燃烧室结构有限元模型,模拟了瞬态条件下热、声激励下燃烧室结构的热应力、温度场和结构应力。结果表明:受热声耦合作用的影响,靠近出口处的声压幅值下降约75%。燃烧室所受热应力与声压应力量级相同,两者对结构的影响皆不可忽略。燃烧室结构对声压的响应与声压激励频率有关。当激励频率接近燃烧室固有频率时,声压应力将显著提高并出现共振。
由于复合材料结构层间力学性能较差,结构设计人员往往采用缝线来增强结构的面外拉伸承载能力,但缝线的存在引起基体材料不连续,纤维局部弯曲等问题,导致层合板面内刚度及强度下降。本文通过试验研究了缝线对不同刚度复合材料T形接头的面外承载能力的影响。验证了T形接头蒙皮面外抗弯刚度较小时缝线不但无法增强其面外拉伸承载能力,反而会降低其承载能力;接头蒙皮面外抗弯刚度较大时缝线会提高T形接头面外承载能力。并根据试验结果给出结构设计建议,为复合材料接头缝线设计提供了试验依据。
通过对天然鳞片石墨热膨胀并用超声分散制得石墨烯纳米片,并对其复合材料胶黏剂进行分析表征。用超声分散和磁力搅拌制备了环氧树脂(EP)/石墨烯(GnP)复合材料胶黏剂。研究石墨烯含量对复合材料胶黏剂的力学性能和剪切断面形貌的影响,以及石墨烯对环氧胶黏剂的增强机理进行了分析。实验表明,复合材料胶黏剂的拉伸强度和剪切强度随石墨烯含量的增加先升高后下降,而其杨氏模量和韧性随石墨烯含量的增加而增加。当GnP的体积分数为0.125 %时,复合材料胶黏剂的拉伸强度达到了最大值65MPa,比纯环氧胶黏剂提高了16.07%;当GnP的体积分数为0.375 %时,其剪切强度达到了最大值14.53MPa,提高了25.15%;当GnP的体积分数达到0.5 %时,复合材料胶黏剂的杨氏模量和韧性都达到了最大值,分别为2.98GPa,149 J.m2,相比于纯环氧胶黏剂分别提高了77.38%,227%。此外,GnP的添加使环氧树脂胶黏剂的导电性大幅提高,得到较低的预渗值,为0.65%。
本文采用座滴法测试了700℃高真空条件下铝熔体与石墨、镀铬石墨基底及铬块的润湿性,研究了镀铬层厚度对润湿行为的影响。研究结果表明,铬镀层能够明显改善铝熔体与石墨基底的润湿性,随着镀层厚度的增加(170nm-900nm),终态接触角逐渐减小,铺展速率明显增大,且铝熔体在550nm镀铬层上比在铬块上具有更好的润湿性。
对轧制应力状态的镁合金板材在欧拉空间中的Schmid因子进行了计算,并分析了欧拉角φ和压下量对Schmid因子的影响。研究表明:在φ接近45°时,基面滑移的Schmid因子最大,柱面滑移和拉伸孪生随着欧拉角φ的增加而增加,压缩孪生随着欧拉角φ的增加而减小,锥面滑移系Schmid因子随φ的增加先减小后增加。对于基面晶粒的变形系来说,基面滑移和(10-10)[-12-10]柱面滑移基本不受压下量的影响,其余的变形系均随压下量的增加而减小。减小压下量可以提高镁合金轧制变形能力。本论文为镁合金轧制变形提供了良好的理论依据。