针对某型航空发动机中央传动从动锥齿轮振动应力超出齿轮许用应力的问题,介绍了一种应用于锥齿轮的螺旋环摩擦阻尼器。在齿轮轮缘内侧开一个凹槽,将螺旋阻尼环旋入凹槽中;工作时,齿轮轮缘和螺旋阻尼环因周向变形不协调而产生相互摩擦,从而消耗振动能量。将这种阻尼器应用于某型航空发动机锥齿轮减振方案中,试验结果表明,螺旋环阻尼器能够有效降低锥齿轮的振动应力水平;阻尼器安装前后该型锥齿轮的4节径1阶后行波共振应力降幅比高达70.7%,3节径1阶前行波共振应力降幅比为53.4%,减振后的齿轮振动应力水平低于齿轮的许用应力。此外,该型阻尼器还具有安装拆卸方便、附加不平衡量小等优点,在航空发动机齿轮减振中具有广阔的应用前景。

针对航空发动机传动系统齿轮辐板断裂现象,进行了原因分析;通过断口检查、强度计算、振动特性分析、应力测试等,确定齿轮辐板断裂的性质为节径共振引起的高周疲劳。基于分析结果,以降低振动应力、提高强度储备为目标,对齿轮结构进行了改进优化设计,并对优化后的结构进行了试验验证。结果表明,齿轮结构优化后,振动应力值大幅降低,齿轮结构强度储备与工作可靠性明显提升。

轴流压气机中上游导叶排与下游转子叶排相互干扰,这一非定常流动诱发了叶片振动.由此,利用有限元法,对所造成的振动应力进行了数值分析.建立了轴流压气机工程设计中求解作用于叶片非定常气动力的近似方法.讨论了叶型几何和静叶数对叶片振动应力的影响.给出由此所造成的叶片动应力分布图,与实验结果基本接近,得到了有益的结论.

针对飞机液压管路系统存在的故障失效问题,将水锤波模型应用到液压管路疲劳寿命试验中去,根据地面试验常用的简支支承结构,分析了液压管路在水锤波下的应力变化。首先,开展了无油液管路情况的应力分析,确定出了简支管路中应力最大处的位置;然后由浅入深,建立了管路应力的数学模型,并进行了仿真分析,得出在共振状态下管路将很快被破坏的结果;最后,运用损伤力学对管路的理论疲劳寿命进行了估计。研究结果表明,液压管路理论疲劳寿命随着最大应力及其周期数值的增加而快速下降,与实际液压管路故障失效状况基本吻合。

飞机液压系统采用变量柱塞泵脉动式流量输出产生的压力脉动会使管路产生较高的振动应力,造成导管容易产生疲劳裂纹,从而严重影响飞机的飞行安全。在飞机管路维修中,需要在发动机开车状态对液压管路进行振动应力测试分析。在液压管路振动应力超出技术要求时,可利用有限元分析软件对液压导管振动模态进行分析,综合研究实测导管应力与导管振动模态,以分析导管应力与导管振动的关联,进而提出降低液压导管振动应力的措施。

某不锈钢液压油管在试压过程中发生开裂,采用宏观观察、显微观察、磁粉探伤、化学成分分析、电镜观察等手段对不锈钢液压油管的开裂原因进行了分析。结果表明,该不锈钢液压油管在使用过程中受到的振动应力超过焊缝处材料疲劳强度,继而产生疲劳裂纹导致疲劳开裂。

针对航空液压导管寿命评估问题,通过故障数据分析疲劳裂纹是液压导管严酷度高故障的主要模式。通过采集液压导管振动应力测试数据,分析振动应力值和疲劳裂纹发生规律,得出长期处于高振动应力环境是导管疲劳裂纹的重要原因;并评估使用一个周期后的飞机液压管路振动应力环境。针对导管抗疲劳性能考核特点,选取使用一个周期的高应力区域导管开展脉冲、弯曲疲劳试验,评估导管抗疲劳性能,最终为导管寿命判定提供依据。

为了进一步了解薄壁圆柱壳的振动特性，提出了一种间接测试薄壁圆柱壳振动应力的方法。首先利用谐响应分析方法计算获得了结构在不同基础激励幅度下的振动应力和响应；然后通过最小二乘法得到“振动应力-响应”关系曲线，建立了两者的数值表达式，明确了间接测试其振动应力的理论基础。最后通过实例对此方法进行了验证，结果表明此间接测试方法具有较好的测试精度。提出了薄壁圆柱壳振动应力间接测量的方法及流程，并对其中的关键环节，如Rayleigh阻尼的确定以及基于实验数据的有限元模型的修正方法进行了详细论述，可以为薄壁圆柱壳振动应力的测试问题提供一种新思路。