针对航空发动机薄壁结构在热-声-流动载荷作用下疲劳问题。采用耦合的有限元/边界元法,针对高速气流中四边固支的GH188材料薄壁柱壳结构进行动力学响应计算。研究了不同温度场和不同声压级组合下,薄壁结构危险点位置处X方向应力响应规律。基于改进的雨流计数法绘制出结构应力响应的雨流循环矩阵和雨流损伤矩阵,分别对应力循环和结构损伤程度进行分析。结合Morrow平均应力模型和Miner线性疲劳累积损伤理论对薄壁结构的疲劳寿命进行预估。结果表明相同声压级下,临界屈曲温度前,结构应力响应随温度升高而增大,屈曲后响应随温度的升高而减小;响应曲线先向左发生偏移,然后向右偏移,疲劳寿命先减小后增大;相同温度下,结构应力响应随声压级的升高而增大,响应曲线不发生偏移,结构疲劳寿命线性下降。

试验研究表明,导弹舵面在工作环境中承受严酷的气动力载荷、气动热载荷和噪声载荷。多种载荷相互影响使舵面产生剧烈振动,严重影响打击精度,甚至导致蒙皮开裂引起疲劳失效。以某型号导弹C/SiC复合材料舵面蒙皮为研究对象,基于WORKBENCH/VA-ONE程序平台,将自定义函数(UDF)建立的热流固耦有限元控制方程和边界元声场控制方程相结合,推导出改进的耦合边界元/有限元法(BEM/FEM)计算模型。通过此方法数值模拟导弹真实飞行环境,计算出了蒙皮表面危险点位置和不同飞行环境下响应特性。并且采用雨流循环矩阵(RFM)和雨流损伤矩阵(RFD)讨论了应力循环块的分布与应力危险点的损伤程度。最后结合Morrow平均应力模型和Miner累计损伤理论对C/SiC复合材料舵面蒙皮进行寿命预估。结果表明,通过改进的耦合BEM/FEM计算模型,能够较准确地反应导弹在真实飞行环境下舵面...

结构的寿命预估是现代结构设计应该考虑的一项内容。本文利用ANSYS有限元分析软件对设计结构在随机振动环境下的响应进行了计算,得到结构1σ、2σ、3σVon Mises最大应力,利用材料的S-N曲线,并根据Steinberg提出结构在随机载荷作用下的响应是基于高斯分布和Miner提出的线性疲劳累积损伤理论对设计的结构在给定随机振动环境下的寿命进行预估。有限元计算分析过程中,为得到较精确的计算结果,先利用模态试验结果对结构进行动力学修正。

利用损伤力学推导了大范围损伤下的预估圆轴扭转的疲劳裂纹形成寿命的封闭解答公式，给出了确定损伤演化方程中材料常数的方法及算例。

元件寿命预估尽管代替不了型式寿命试验,但在初始研发阶段对元件的优化设计、选材具有重要的指导意义,可降低因设计失误而造成的重大损失并少走弯路,也是元件全生命周期设计中的重要一环。依据给定工况,从阀芯与阀体摩擦副的表面微观形貌入手,综合考虑其加工形状误差、侧向力、对偶材料、使用介质等各因素对配合间隙因磨损而变化的影响,预估某高速绞车用大通径二位四通液控换向滑阀的磨损寿命,为该阀的自主研发奠定了一定的理论基础,对同类元件的磨损寿命设计具有一定的参考价值。