[发明专利]一种航空发动机滑油箱支架及其设计方法

说明书

本发明提供了一种航空发动机滑油箱支架及其设计方法，属于航空航天支架结构领域。该航空发动机滑油箱支架为整体结构；所述航空发动机滑油箱支架包括多个耳片以及连接相邻耳片之间的连接结构，在连接结构上开有镂空；在各个耳片上均开有通孔。与传统支架结构相比，本发明的支架结构的整体刚度、耳片连接处的局部刚度均有明显提升，而且耳片连接处的局部刚度的提升也可以改善与之相连的箍带结构的应力分布，使其不再承受偏心拉力，降低了箍带结构的应力水平。

技术领域

本发明属于航空航天支架结构领域，具体涉及一种航空发动机滑油箱支架及其设计方法。

背景技术

滑油箱系统由滑油箱、滑油箱壳体、支架、箍带和橡胶组成，对支架上的螺栓施加螺栓预紧力，使箍带张紧，将滑油箱壳体固定在航空发动机上，如图 1-1和图1-2所示，包括左侧支架和右侧的支架B，其中右侧支架B包括三个支架，分别为B₁、B₂与B₃，在右侧支架B上设置有7个平行的耳片，具体的，在支架B₁上设置有第一耳片1和第二耳片2以及第五耳片5，在支架B₂上设置有第三耳片3和第四耳片4以及第六耳片6，在支架B₃上设置有第七耳片7，支架 B通过第一耳片1和第二耳片2与一个箍带连接，通过第三耳片3和第四耳片4 与另一个箍带连接，通过第五耳片与航空发动机其他零部件连接，通过第六耳片6与航空发动机其他零部件连接，通过第七耳片7与航空发动机其他零部件连接。

箍带受螺栓预紧力呈受拉状态并将该拉力传递给支架结构，而支架B₁只有一侧有安装孔，且为固支状态，这种结构形式和服役条件使得支架B₁左右两侧的刚度差别较大，致使与之相连的箍带呈偏心受拉的状态，发生应力集中的现象，很容易在服役过程中发生疲劳失效。因此，需要对支架进行优化设计，在提升整体刚度的同时兼顾局部刚度，使刚度分布更加合理，进而改善与之相连的箍带结构的应力分布。

近年来，得益于先进制造技术的发展，复杂结构的生产制造成本有所降低，拓扑优化方法被广泛地应用于航空航天领域。与传统的尺寸优化和形状优化相比，拓扑优化不依赖于初始构型，且设计空间更大，可以为设计人员提供一种全新概念设计模型。国内外许多学者已将拓扑优化方法引入到了支架结构的设计中，这些研究大多从支架本身的力学问题出发，以改善支架结构整体刚度为设计需求，没有考虑支架结构连接处的局部刚度，这可能会导致与支架相连的连接结构的力学性能达不到设计要求。现有的支架结构设计大多从支架本身的力学问题出发，以改善支架结构整体刚度为设计需求，没有考虑支架结构连接处的局部刚度，导致了与支架相连的连接结构的力学性能达不到设计要求。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种航空发动机滑油箱支架及其设计方法，充分解决分体支架偏心受力问题，有效地提升支架结构的整体刚度以及支架连接处的局部刚度，改善与之相连的箍带结构的应力分布状态，降低箍带结构和支架结构的应力水平。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一个方面，提供了一种航空发动机滑油箱支架，所述航空发动机滑油箱支架为整体结构；

所述航空发动机滑油箱支架包括多个耳片以及连接相邻耳片之间的连接结构，在连接结构上开有镂空；

在各个耳片上均开有通孔。

本发明的进一步改进在于，所述航空发动机滑油箱支架包括七个平行设置的耳片，分别为第一耳片到第七耳片；

所述第一耳片位于航空发动机滑油箱支架的一端，第七耳片位于航空发动机滑油箱支架的另一端；

在第一耳片、第二耳片、第三耳片、第四耳片、第七耳片上各开有一个通孔，在第五耳片和第六耳片上各开有两个通孔。