面向发动机尾喷管可靠运动的关键结构参数优化方法

文档序号:26941614发布日期:2021-10-12 16:50阅读:来源:国知局

技术特征:
1.基于复合材料发动机尾喷管可靠运动优化方法,其特征在于:所述的复合材料尾喷管的类型是收敛扩张型尾喷管,不改变尾喷管整体结构,仅通过改变销孔装配单边间隙、材料表面摩擦系数和驱动气压参数设定,提高尾喷管的运动灵活度和可靠性能。2.根据权利要求1所述的基于复合材料发动机尾喷管可靠运动优化方法,其特征在于:复合材料尾喷管的运动灵活度和可靠性能通过运动特性评价指标和应力损伤失效评价指标来标定,运动特性评价指标由运动速度和运动时间等参数组成,应力损伤失效指标由最大应力值和损伤失效比例等参数组成。3.根据权利要求2所述的基于复合材料发动机尾喷管可靠运动优化方法,其特征在于:所述的复合材料发动机尾喷管可靠运动优化方法包含以下步骤:第一步、分析影响因素,确定优化对象对多个装配工艺参数、工作条件参数和材料表面参数进行敏感度分析,确认优化对象为销轴销孔装配间隙、材料表面摩擦系数以及驱动气压。销轴与销孔的单边间隙具体指的是发动机尾喷管上的各个部位的销钉与各自的销孔的单边间隙值。材料表面摩擦系数具体指销轴销孔圆柱面的摩擦系数,驱动气压具体指施加在尾喷管的固定端和滑动端中间区域的外围的气压压强值。第二步、确定参数优化范围根据确认的三个优化对象:销孔单边间隙、材料表面摩擦系数、驱动气压,针对各对象选择合适的数值范围进行优化计算,便于后续在此范围中得出最优参数和较优区间。第三步、制定性能评价指标和失效评价指标制定发动机尾喷管的运动性能评价指标和应力损伤失效指标,用于评价各优化对象参数的优化程度或优化效果是否达标。第四步、建立各参数的冲击动力学优化仿真探究同一对象不同参数设置对尾喷管的运动特性和应力损伤情况的影响趋势,以abaqus作为有限元分析工具,以一个优化对象作为单一变量输入到abaqus中进行非线性动力学分析。第五步、分析不同参数对可靠运动的影响趋势,提出参数选择建议指标根据动力学分析结果,得到优化对象各个参数和运动速度、运动时间、最大接触应力、损伤比例的变化趋势,将变化趋势可视化为曲线关系,并利用曲线关系和优化指标分析出各优化对象的最优参数和较优区间。4.根据权利要求3所述的基于复合材料发动机尾喷管可靠运动优化方法,其特征在于:所述的材料表面摩擦系数,是通过复合材料表面粗糙度ra与摩擦系数μ函数关系得到,函数关系式为:5.根据权利要求3所述的基于复合材料发动机尾喷管可靠运动优化方法,其特征在于:所述的性能评价指标和失效评价指标制定流程制定步骤如下:
分析各个位置的销钉,将相似位置的销钉归为一类,从每一类中选择一个销钉进行初始条件计算结果分析;分析计算结果选择运动速度最大、最容易发生破坏的销钉作为指标参照对象;制定参照销钉的运动性能评价指标和应力损伤评价指标。

技术总结
本发明公开了发动机复合材料尾喷管的运动灵活度和可靠性的优化方法,包括步骤:第一步、分析影响尾喷管运动灵活度和可靠性的重要参数,确定优化对象;第二步、确认各优化对象参数的数值范围,针对这一范围进行后续的优化;第三步、制定发动机尾喷管运动性能评价指标和应力损伤失效指标;第四步、建立复合材料尾喷管的冲击动力学仿真,对各参数进行优化仿真计算;第五步、通过分析各参数对尾喷管的运动灵活度和可靠性的影响趋势,提出复合材料尾喷管销孔配合单边间隙、表面摩擦系数和驱动气压的参数选择建议指标。本发明解决了尾喷管运动灵活度低,易发生失效的问题,实现从感觉经验到理论方法、从定性摸索到定量优化的提升。从定性摸索到定量优化的提升。从定性摸索到定量优化的提升。


技术研发人员:金鑫 李寅岗 朱海天 刘璐
受保护的技术使用者:北京理工大学
技术研发日:2021.06.25
技术公布日:2021/10/11
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