随机振动载荷作用下航空液压管路疲劳寿命数值预估

液压管路作为飞机液压传动系统的重要组成部分,是飞机安全飞行的重要保障。由于飞机飞行环境的复杂性,随机振动载荷下的疲劳分析是飞机液压管路动力学设计的重要手段。选取大型客机C919左侧机翼的一段典型液压管路作为研究对象,应用ABAQUS有限元软件进行随机振动响应分析,获取随机振动载荷下的应力响应功率谱密度函数,对液压管路在随机振动载荷下的强度特性进行分析,结合S-N曲线对管路结构危险部位疲劳寿命进行预估,为航空液压管路的设计及优化提供了理论参考。     

基于有限元分析的液压挖掘机回转装置系统动力学研究

首先分析了基于有限元模态分析和冲击载荷作用动力学响应的动力学理论基础。以液压挖掘机回转装置系统为研究对象,利用动力学理论和有限元分析相结合的方法对液压挖掘机回转装置进行动力学分析。建立了液压挖掘机回转装置系统动力学模型,利用有限元装配和单元连接技术建立回转装置转台-回转支撑-回转机构耦合的有限元模型,对有限元模型进行模态分析,对回转装置系统的抗冲击动力学性能进行评定,采用模态加速度法对回转装置有限元模型进行冲击载荷作用动力学响应分析。研究结果为液压挖掘机回转装置系统结构动力学及抗冲击性能研究提供依据。     

民机液压管路膨胀环结构参数影响分析

以含有膨胀环的民机液压管路为研究对象,通过传递矩阵法建立其动力学数学模型,并在ABAQUS有限元仿真软件中进行静力学和动力学分析,研究当液压管路总长度一定时膨胀环折弯角度、弯曲半径、跨度和高度对管路最大应力和固有频率的影响规律。最后通过理论计算、仿真分析和实验对管路静力分析方法和动力学数学模型进行验证。结果表明:膨胀环静力学分析方法与动力学数学模型准确度较高;管路最大应力随膨胀环折弯角度和跨度增加而变大,随着弯曲半径增加而减小,随高度增加先减小后变大;管路固有频率随膨胀环高度增加而降低,与其他结构参数均呈正相关关系。     

民机液压系统振动技术研究

针对飞机液压系统振动失效问题,通过分析失效机理,建立了一套能够有效避免液压系统发生共振失效的民机液压系统设计方法。在HyperWorks系列软件中建立有限元模型,并进行模态分析,最后在飞机上进行试验测量。结果表明,采用该方法设计的液压管路系统,其前三阶模态能够有效避开激励源频率,振动量值和管路微应变都在合理范围内。所采用的研究方法能够为民机液压系统安装布置提供重要的理论依据。     

流体压力对液压管路流固耦合振动特性的影响研究

针对流体动力传输系统高压大流量化发展趋势下的管路系统流固耦合振动问题,建立了考虑摩擦效应的管路流固耦合振动14-方程传递矩阵模型,分别对两端固支液压直管和某型飞机翼尖弯曲管路的流固耦合振动特性进行了研究。提出了考虑摩擦项时流固耦合14-方程传递矩阵模型精确数值解法,分析了流体压力对管路流固耦合动力学行为的影响,搭建了液压管路流固耦合振动实验台,在不同压力下测试了管路的轴向速度响应,其结果与数值分析间的误差小于10%,验证了数值求解方法的正确性。研究结果表明:压力对管路振动特性影响较小,有利于叠加载荷作用下复杂液压管路流固耦合动力学行为的研究。     

基于有限元法的扇贝脱壳机动力学分析

脱壳是扇贝深加工的第一步也是至关重要的一步,但目前呈现出机械化水平低的现状,为解决当前面临的问题,设计了一种扇贝脱壳机.利用SolidWorks建立扇贝脱壳机的三维模型;通过有限元分析软件ANSYS对脱壳机进行动力学分析,包括模态分析、谐响应分析和瞬态分析.通过模态分析得到前8阶固有频率和振型,避免脱壳机发生共振;对脱壳机进行谐响应分析和瞬态动力学分析,得到在冲击载荷下脱壳机随频率和时间变化的振动幅值响应,进而得出脱壳机可以抵抗振动冲击下的载荷.整个动力学仿真分析结果表明,脱壳机安全可靠,符合刚度设计要求.     

航空管路块卡离散化模型分析及其对管系振动特性的影响研究

针对航空液压管路在高速高压化发展趋势下谐振失稳现象日益严重的问题,对航空液压管路支撑参数变化引起的管路振动固有特性改变进行了研究。针对多支撑航空液压管系中常见的P卡及块卡等支撑元件,将其对管路的约束作用进行了离散,建立了管路支撑的离散化模型,进一步在ANSYS软件平台中搭建了一段航空液压管系的有限元模型,分别改变支撑数量、支撑位置、支撑刚度和预紧力,分析了参数变化对管系振动特性的影响,得到了支撑参数对管系振动特性的作用规律。研究结果表明,支撑参数对管路振动固有特性的影响具有一定规律,通过改变支撑参数从而避免管路谐振失稳的方法是可行、有效的。     

燃烧室热-声-结构耦合特性研究

航空发动机燃烧室的热释放、声波动以及流体扰动与结构振动之间的耦合作用对结构破坏产生重要影响。应用有限元分析软件建立数值模型,从能量角度分析了热声耦合产生的根源及其作用机理,建立了热-声-结构单向耦合机制,完成了燃烧室薄壁结构预应力模态分析、谐响应分析与谱分析,得到了耦合条件下的结构动力学特性。通过试验数据与模拟结果的对比研究,得出耦合作用产生的根源为燃烧不稳定性,火焰波动对速度场、压力场、密度场等的形成与发展具有重要影响;热载荷对结构振动影响较大,且对高频段影响比低频段大;声压力载荷对结构振动影响较小,且在某些频率下使结构振动频率减小。工作对燃烧室设计等具有重要实际价值。     

风载荷作用下工程索道的动态响应分析

建立了索道在横向风载荷下的有限元模型,对其进行了动态响应分析,对比研究了在不同刚度阻尼系数的情况下吊篮的振荡特性。仿真结果表明,风载荷影响下刚度阻尼系数口对吊篮振动角度和位移的影响较大。     

基于模态分析的某型飞机液压管路故障诊断

 针对某型飞机液压管路吸油模块与扩口式直角接头连接处螺纹损坏，接头脱出，导致液压系统漏油的故障，建立了管道有限元动力学模型，进行了管道模态仿真分析。发现故障管道出现了导致管道故障的危险模态，该阶模态频率范围正好在发动机的工作转速范围内，在发动机振动频率的激励下，激发该阶模态振动，引起管道共振，产生很大的作用力，导致连接螺纹损坏和接头脱出，从而形成故障。基于模态分析方法，对该管道进行了改进，有效地避免了该阶模态的出现。实际的飞机管路系统的改进效果表明了分析方法的正确性。     

Experimental Investigation and Optimization Design of Multi-Support Pipeline System

The design of aircraft hydraulic pipeline system is limited by many factors,such as the integrity of aviation structure or narrow installation space,so the limited clamp support position should be considered.This paper studied the fre-quency adjustment and dynamic responses reduction of the multi-support pipeline system through experiment and numerical simulation.To avoid the resonance of pipeline system,we proposed two different optimization programs,one was to avoid aero-engine working range,and another was to avoid aircraft hydraulic pump pulsation range.An optimization method was introduced in this paper to obtain the optimal clamp position.The experiments were intro-duced to validate the optimization results,and the theoretical optimization results can agree well with the test.With regard to avoiding the aero-engine vibration frequency,the test results revealed that the first natural frequency was far from the aero-engine vibration frequency.And the dynamic frequency sweep results showed that no resonance occurred on the pipeline in the engine vibration frequency range after optimization.Additionally,with regard to avoiding the pump vibration frequency,the test results revealed that natural frequencies have been adjusted and far from the pump vibration frequency.And the dynamic frequency sweep results showed that pipeline under optimal clamp position cannot lead to resonance.The sensitivity analysis results revealed the changing relationships between different clamp position and natural frequency.This study can provide helpful guidance on the analysis and design of practical aircraft pipeline.     

冲击气流作用下放空管道流固耦合动力学分析

为了解决某装气站放空管线排气放空时引起的管路振动问题,建立流固耦合三维动力有限元模型,采用瞬态时间历程分析方法对放空管道进行冲击气流下管道动力响应仿真分析。其中管道内流体分别选择氮气和液化气,建立现有管道流固耦合三维动力有限元模型;进行2种流体介质下管道结构动力响应对比。通过研究管道在冲击气流作用下的振动机理和振动特性,从管道结构入手提出了该放空管道振动控制的措施,给出了减振方案。建立减振方案中管道的流固耦合动力有限元模型,进行仿真分析并与原方案计算结果进行了对比,发现管道系统的振动得到大幅度的降低,验证了所提出的减振方案可以对管道振动进行合理有效的控制,确保了管道振动幅度在安全裕度内。     

化工厂管道振动原因分析及控制

某塑料厂出料管路振动严重,为解决这一问题,采取有限元分析方法,计算了管系结构固有频率、气柱固有频率和瞬态冲击响应,再经过现场测量,结合理论计算结果,确定了管道振动原因,得出了相应的减振措施,并研究液压阻尼器和调谐质量阻尼器的选型和设计方法。对采取减振措施后的管路重新进行测量,结果表明改造措施有效,减振效果非常明显,达到了预期的减振效果。     

飞行器结构在高强宽频噪声环境下的响应预示分析与试验研究

超高声速飞行器的动力学环境频域宽,使用有限元/边界元方法预示其振动响应存在困难。基于统计能量分析(Statistical energy analysis,SEA)理论建立某型高速飞行器声振耦合动力学模型,用理论解析和经验公式的方法确定各子系统的输入参数,以实际噪声试验条件作为飞行器SEA模型的输入激励,对飞行器舱内噪声声压级和子系统振动加速度响应进行预示,并与试验结果进行比较。结果显示,子系统振动加速度功率谱密度(Power spectral density,PSD)在中高频与试验结果基本一致,舱内声压在整个频段内误差小于3 d B,因此建立的动力学模型和采用的计算方法是可靠的,解决了有限元、边界元在中高频声振响应问题计算的局限性。通过传递路径分析寻找出舱内声场的主要来源,提出以损耗因子为设计变量的噪声控制与优化方法,利用遗传算法实现了这一非线性约束问题求解,为研究飞行器结构和复杂动力学环境以及飞行器降噪优化设计提供有效的手段。     

双转子压缩机振动的有限元数值分析与实验研究

目前在类似压缩机外壳的结构振动模态和响应的有限元分析技术已经成熟，但是从压缩机设计或测量参数出发，计算振动激励力，分析压缩机运转时的振动响应还有一定的难度，振动响应分析的精度往往难以满足工程开发的要求。文中根据某型双转子压缩机的实际结构和特性，建立压缩机动力学模型，分析双转子压缩机正常运行时的激励力．实现有限元软件对压缩机壳体振动响应的数值理论分析，并与实验结果的进行比较，结果表明这是一种有效的计算方法。     

航空液压管路支架参数灵敏度分析及优化

为解决航空液压系统高速高压化发展带来的航空液压管路振动加剧问题,将液压管路与管路支架视为整体振动系统。基于灵敏度分析方法,采用ANSYS软件平台中的灵敏度分析工具,分析航空液压管路支架参数对振动响应的灵敏度;在灵敏度分析结果基础上,采用基于Pareto最优的多目标遗传算法对管路支架参数进行优化设计,得到振动控制效果更好的管路支架布局,形成一种有效的航空液压管路被动振动控制参数优化方法。为控制航空液压管路振动、推动国产大飞机发展提供理论和技术基础。     

基于ANSYS的辅助变压器柜结构模态分析及稳态响应研究

对辅助变压器柜体建立了有限元力学模型,应用有限元方法对在偏心载荷下的柜体进行模态和谐响应分析计算,从理论上得到柜体动态力学特性和稳态响应,确定了辅助变压器柜在振动激励频率（0～99Hz）下的振动显著位置,提出柜体结构优化的方法.分析结果表明,优化后的柜体整体振动速度和振幅均有明显降低,同时也为其他同类产品的设计提供了参考.