[发明专利]一种航空发动机外部管路系统快速振动分析的方法

权利要求书

1.一种航空发动机外部管路系统快速振动分析的方法，其特征在于，包括：

将交互式CAD/CAM系统UG模型和有限元分析软件ANSYS进行集成，得到集成模块；

针对管路系统依据所述UG模型提取系统动力学监控所需的几何参数；

对所述管路系统中的发动机管路和卡箍采用单元替代的方式进行简化，得到简化模型；

通过所述集成模块调用所述几何参数，并结合所述简化模型对所述管路系统进行重建，得到所述管路系统的实体模型；

对所述管路系统进行快速振动分析时，将所述简化模型和所述实体模型的仿真结果进行比较，如果振动频率在误差允许范围内，所述简化模型代替所述实体模型。

2.如权利要求1所述的航空发动机外部管路系统快速振动分析的方法，其特征在于，所述将交互式CAD/CAM系统UG模型和有限元分析软件ANSYS进行集成之前，还包括：

对所述管路系统进行模态实验，得到所述管路系统的各阶模态频率。

3.如权利要求1所述的航空发动机外部管路系统快速振动分析的方法，其特征在于，所述将交互式CAD/CAM系统UG模型和有限元分析软件ANSYS进行集成，得到集成模块包括：

以Visual Studio作为开发环境平台，使用C#语言对所述UG模型和ANSYS进行集成开发；

利用NX Open for.NET实现所述UG模型与C#的连接和嵌入并进行平台的环境搭建；

利用C#与ANSYS链接技术进行ANSYS软件的封装，得到所述集成模块；

其中所述ANSYS以批处理的方式在后台运行。

4.如权利要求1所述的航空发动机外部管路系统快速振动分析的方法，其特征在于，所述管路系统中至少包括：直管段、弯管段和卡箍，所述几何参数至少包括：直管段坐标信息、弯管段坐标信息、卡箍的几何信息和物理信息。

5.如权利要求4所述的航空发动机外部管路系统快速振动分析的方法，其特征在于，所述针对管路系统依据所述UG模型提取系统动力学监控所需的几何参数包括：

任意选取的所述管路系统中包含多条直管段、多条弯管段以及位于所述管路系统中不同位置的多个卡箍；

针对所述多条直管段提取得到所述直管段坐标信息，所述直管段坐标信息包括每段直管的起点坐标和终点坐标；

针对所述多条弯管段提取得到所述弯管段坐标信息，所述弯管道坐标信息包括每段弯管的起点坐标、终点坐标、圆弧段中心点坐标、折弯角以及圆弧段半径；

针对所述多个卡箍提取得到所述卡箍的几何信息与物理信息，所述卡箍的几何信息与物理信息包括卡箍的内外直径、卡箍的宽度以及卡箍所在直管段的起始点坐标与沿管路方向距起始点的偏移距离。

6.如权利要求4所述的航空发动机外部管路系统快速振动分析的方法，其特征在于，所述对所述管路系统中的发动机管路和卡箍采用单元替代的方式进行简化，得到简化模型包括：

对所述管路系统中的所述发动机管路采用pipe单元进行代替，所述发动机管路包括所述直管段和所述弯管段；

对所述管路系统中的所述卡箍采用psprng弹簧单元进行代替；

根据所述pipe单元和所述psprng弹簧单元得到所述简化模型。

7.如权利要求6所述的航空发动机外部管路系统快速振动分析的方法，其特征在于，得到所述简化模型之后，还包括：

针对直管段的所述卡箍的刚度进行计算，得到所述卡箍的四个刚度值，所述四个刚度值包括卡箍在X向、Y向的横向振动方向的刚度K_x、K_y和绕X轴、Y轴转动方向的刚度K_θx、K_θy；

在所述简化模型中根据所四个刚度值计算得到所述psprng弹簧单元的刚度；

在所述简化模型中设置所述pipe单元的截面数据与所述发动机管路的截面数据相同。