考虑流体介质影响的管路模态特性分析

作     者：李继世 张大义 王立 林丹 洪杰 LI Jishi;ZHANG Dayi;WANG Li;LIN Dan;HONG Jie

作者机构：北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191 北京航空航天大学航空发动机结构强度北京市重点实验室北京100191 中国航空发动机集团有限公司湖南动力机械研究所湖南株洲412002 中国船舶工业集团有限公司系统工程研究院北京100036 先进航空发动机协同创新中心北京100191 

出 版 物：《航空动力学报》 (Journal of Aerospace Power)

年 卷 期：2019年第34卷第3期

页      面：671-677页

核心收录：

学科分类：082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0701[理学-数学] 

基　　金：国家自然科学基金(11772022 51475021) 

主　　题：管路 航空发动机 湿模态 有限元 ANSYS软件 

摘      要：针对航空发动机外部管路的动力学设计需求及湿模态特性求解问题。应用铁摩辛柯梁理论和能量法推导得到流体质量、压强、流速等综合影响下的管路湿模态振动方程,并基于软件ANSYS现有管单元,通过引入自定义附加刚度和阻尼单元建立了流体压强和流速影响项的等效方法,实现了考虑流体因素影响的管路模态特性计算。结果表明:流体压强引起的横向压力差会降低管路弯曲刚度,而压强引起的轴向张力会提高弯曲刚度,压强作用效果与管支点的轴向约束程度和管材泊松比有关。流体速度对管路湿模态影响与边界条件、振型和管路轴向伸长有关,在高流速时,模态频率可能为零,即出现屈曲失稳现象。