[发明专利]一种并联组合发动机安装结构的热力耦合分析方法

说明书

本发明涉及飞机设计领域，特别涉及一种并联组合发动机安装结构的热力耦合分析方法，包括如下步骤：确定主承力构件，建立所述主承力构件的体单元细节有限元模型；对所述有限元模型进行静强度非线性分析，分析时对约束、接触、单元选择、载荷以及边界条件参数进行预定控制；对所述主承力构件进行热强度分析，分析时对材料和温度载荷参数进行预定控制；根据所述步骤二的静强度非线性分析结果和所述步骤三的热强度分析结果，对所述主承力构件进行热力耦合强度分析。本发明的并联组合发动机安装结构的热力耦合分析方法，与传统计算相比，真实模拟了并联组合发动机安装结构强度的非线性特性，因此计算分析结果更加准确。

技术领域

本发明涉及飞机设计领域，特别涉及一种并联组合发动机安装结构的热力耦合分析方法。

背景技术

发动机为飞机内部最大的热源，发动机安装结构最高使用温度可达到500℃，同时发动机安装结构承受高量级的载荷，为保证飞行安全，需要进行发动机安装结构热力耦合强度分析。

发动机安装结构的使用温度与其距发动机的远近相关，靠近发动机处温度高，远离发动机处温度低，传统的工程计算方法无法计算由于温度梯度引起的热应力；发动机安装结构由不同材料的零件装配而成，由于不同材料的线膨胀系数不同，因此产生的热应力也不同，传统的工程计算方法无法计算由于材料线膨胀系数不同引起的热应力；发动机安装结构采用推力销与推力梁镶嵌式的装配关系，推力销与推力梁通过接触传力，传统的工程计算方法无法计算接触关系的边界非线性特征。

发明内容

本发明的目的是提供了一种并联组合发动机安装结构的热力耦合分析方法，以解决现有发动机安装结构热力耦合强度分析方法存在的至少一个问题。

本发明的技术方案是：

一种并联组合发动机安装结构的热力耦合分析方法，包括如下步骤：

步骤一、确定主承力构件，建立所述主承力构件的体单元细节有限元模型；

步骤二、对所述有限元模型进行静强度非线性分析，分析时对约束、接触、单元选择、载荷以及边界条件参数进行预定控制；

步骤三、对所述主承力构件进行热强度分析，分析时对材料和温度载荷参数进行预定控制；

步骤四、根据所述步骤二的静强度非线性分析结果和所述步骤三的热强度分析结果，对所述主承力构件进行热力耦合强度分析。

可选的，在所述步骤一中，所述主承力构件包括发动机的推力销、推力梁以及环形框。

可选的，在所述步骤一中，建立所述主承力构件的体单元细节有限元模型时，略去仅实现功能的零件，且对不影响零件静强度计算结果的细节部位的工艺孔进行填充，再去除倒角。

可选的，在所述步骤二中，约束、接触、单元选择、载荷以及边界条件参数的选取条件包括：

在所述有限元模型中，推力销与推力梁之间设定法向的接触和切向的摩擦接触，并通过接触算法模拟推力销与推力梁镶嵌的结构关系；

在所述有限元模型中，环形框与推力梁采用螺栓连接，在环形框与推力梁对接面处设置法向的接触和切向的摩擦接触。

可选的，在所述步骤二分析计算过程中，所述有限元模型中推力销、推力梁以及环形框均采用线性减缩积分C3D8R六面体单元建模。

可选的，在所述步骤二分析计算过程中，所述推力销在厚度方向具有四层以上的网格密度。

可选的，在所述步骤二分析计算过程中，在所述推力销端面处施加集中载荷，在环形框及推力梁上施加约束x、y、z方向的自由度。

可选的，在所述步骤二分析计算过程中，是按照载荷的10％为一步，分成10步进行计算。