[發明專利]一種并聯組合發動機安裝結構的熱力耦合分析方法

在審

• 申請號: 201711231186.1
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN108052711A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發明（設計）人: 楊忠會;劉漢海;王成波;李文志;苗壯
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司沈陽飛機設計研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京航信高科知識產權代理事務所(普通合伙) 11526
• 代理人: 高原

本發明涉及飛機設計領域，特別涉及一種并聯組合發動機安裝結構的熱力耦合分析方法，包括如下步驟：確定主承力構件，建立所述主承力構件的體單元細節有限元模型；對所述有限元模型進行靜強度非線性分析，分析時對約束、接觸、單元選擇、載荷以及邊界條件參數進行預定控制；對所述主承力構件進行熱強度分析，分析時對材料和溫度載荷參數進行預定控制；根據所述步驟二的靜強度非線性分析結果和所述步驟三的熱強度分析結果，對所述主承力構件進行熱力耦合強度分析。本發明的并聯組合發動機安裝結構的熱力耦合分析方法，與傳統計算相比，真實模擬了并聯組合發動機安裝結構強度的非線性特性，因此計算分析結果更加準確。

技術領域

本發明涉及飛機設計領域，特別涉及一種并聯組合發動機安裝結構的熱力耦合分析方法。

背景技術

發動機為飛機內部最大的熱源，發動機安裝結構最高使用溫度可達到500℃，同時發動機安裝結構承受高量級的載荷，為保證飛行安全，需要進行發動機安裝結構熱力耦合強度分析。

發動機安裝結構的使用溫度與其距發動機的遠近相關，靠近發動機處溫度高，遠離發動機處溫度低，傳統的工程計算方法無法計算由于溫度梯度引起的熱應力；發動機安裝結構由不同材料的零件裝配而成，由于不同材料的線膨脹系數不同，因此產生的熱應力也不同，傳統的工程計算方法無法計算由于材料線膨脹系數不同引起的熱應力；發動機安裝結構采用推力銷與推力梁鑲嵌式的裝配關系，推力銷與推力梁通過接觸傳力，傳統的工程計算方法無法計算接觸關系的邊界非線性特征。

發明內容

本發明的目的是提供了一種并聯組合發動機安裝結構的熱力耦合分析方法，以解決現有發動機安裝結構熱力耦合強度分析方法存在的至少一個問題。

本發明的技術方案是：

一種并聯組合發動機安裝結構的熱力耦合分析方法，包括如下步驟：

步驟一、確定主承力構件，建立所述主承力構件的體單元細節有限元模型；

步驟二、對所述有限元模型進行靜強度非線性分析，分析時對約束、接觸、單元選擇、載荷以及邊界條件參數進行預定控制；

步驟三、對所述主承力構件進行熱強度分析，分析時對材料和溫度載荷參數進行預定控制；

步驟四、根據所述步驟二的靜強度非線性分析結果和所述步驟三的熱強度分析結果，對所述主承力構件進行熱力耦合強度分析。

可選的，在所述步驟一中，所述主承力構件包括發動機的推力銷、推力梁以及環形框。

可選的，在所述步驟一中，建立所述主承力構件的體單元細節有限元模型時，略去僅實現功能的零件，且對不影響零件靜強度計算結果的細節部位的工藝孔進行填充，再去除倒角。

可選的，在所述步驟二中，約束、接觸、單元選擇、載荷以及邊界條件參數的選取條件包括：

在所述有限元模型中，推力銷與推力梁之間設定法向的接觸和切向的摩擦接觸，并通過接觸算法模擬推力銷與推力梁鑲嵌的結構關系；

在所述有限元模型中，環形框與推力梁采用螺栓連接，在環形框與推力梁對接面處設置法向的接觸和切向的摩擦接觸。

可選的，在所述步驟二分析計算過程中，所述有限元模型中推力銷、推力梁以及環形框均采用線性減縮積分C3D8R六面體單元建模。

可選的，在所述步驟二分析計算過程中，所述推力銷在厚度方向具有四層以上的網格密度。

可選的，在所述步驟二分析計算過程中，在所述推力銷端面處施加集中載荷，在環形框及推力梁上施加約束x、y、z方向的自由度。

可選的，在所述步驟二分析計算過程中，是按照載荷的10％為一步，分成10步進行計算。