[發明專利]一種基于吸能參數的輕質機匣包容性設計方法

在審

• 申請號: 202210321832.8
• 申請日: 2022-03-30
• 公開（公告）號: CN114818168A
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 劉璐璐;朱信穎;紀健;陳偉;羅剛;趙振華
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06F17/18;G06F113/26;G06F111/10
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張弛

1.一種基于吸能參數的輕質機匣包容性設計方法，其特征在于，所述輕質機匣為加筋機匣；建立加筋機匣基于吸能參數的包容性經驗公式：

其中E_c為加筋機匣臨界包容能量，m為飛脫葉片質量，v_c為該葉片重量下機匣的臨界包容速度；β₁為“I”型加筋系數；β₂為“L”型加筋系數，；β₃為“T”型加筋系數；t為不考慮加筋結構的機匣厚度；L為與機匣碰撞的葉片外截面周長；τ_D為機匣材料動態剪切強度；K為彎曲變形經驗系數；n為剪切變形經驗系數；通過上述公式計算得到包容質量為m的飛脫葉片的最大轉速為v_c；將v_c與v比較，其中v＝ωr，r為飛脫葉片質心距離轉軸的距離；若v_cv，該加筋機匣不能包容質量為m的葉片以ω的轉速飛脫；若v_c≥v，該加筋機匣能夠包容質量為m的葉片以ω的轉速飛脫。

2.根據權利要求1所述的輕質機匣包容性設計方法，其特征在于，β₁為取0.256；β₂取0.250；β₃取0.275；τ_D單位為MPa；K取2.5；n取0.7。

3.一種基于吸能參數的輕質機匣包容性設計方法，其特征在于，所述輕質機匣為雙層機匣；建立雙層機匣基于吸能參數的包容性經驗公式：

其中E_c′為雙層機匣臨界包容能量，m為飛脫葉片質量，v_c為該葉片重量下機匣的臨界包容速度；為無量綱雙層機匣間距，γ為雙層結構修正系數；L為與機匣碰撞的葉片外截面周長；τ_D為機匣材料動態剪切強度；K為彎曲變形經驗系數；n為剪切變形經驗系數；t₁為內層機匣厚度，t₂為外層機匣厚度；H為內層機匣與外層機匣的平均間距；

通過上述公式計算得到包容質量為m的飛脫葉片的最大轉速為v_c；將v_c與v比較，其中v＝ωr，r為飛脫葉片質心距離轉軸的距離；若v_cv，該雙層機匣不能包容質量為m的葉片以ω的轉速飛脫；若v_c≥v，該雙層機匣能夠包容質量為m的葉片以ω的轉速飛脫。

4.根據權利要求3所述的輕質機匣包容性設計方法，其特征在于，β₁為取0.256；β₂取0.250；β₃取0.275；τ_D單位為MPa；K取2.5；n取0.7。

5.一種基于吸能參數的輕質機匣包容性設計方法，其特征在于，所述輕質機匣為金屬纏繞織物機匣，對金屬纏繞織物機匣建立織物包容能力與層數的經驗公式，

E＝K(N)^m

其中，E為織物吸收的能量，N為纏繞織物的層數，K為經驗系數；m為經驗系數；

當飛脫葉片擊穿金屬內壁機匣后的剩余動能為E，為了包容該葉片，通過上述公式獲得所需纏繞織物的層數N。

6.根據權利要求1所述的輕質機匣包容性設計方法，其特征在于，K取105.2；m取2.14。

7.一種基于吸能參數的輕質機匣包容性設計方法，其特征在于，所述輕質機匣為樹脂基復合材料機匣；對樹脂基復合材料機匣建立材料包容能力與厚度的經驗公式：

E′＝K(δ)^m

其中，E′為織物吸收的能量，δ為樹脂基復合材料的厚度，K為經驗系數；m為經驗系數；

當飛脫葉片擊穿樹脂基復合材料后的剩余動能為E′，為了包容該葉片，通過上述公式獲得所需樹脂基復合材料的厚度δ。

8.根據權利要求7所述的輕質機匣包容性設計方法，其特征在于，K取82.2；m取1.92。