摘要：为了揭示高低周载荷相互作用机制对叶片失效机理的影响,采用显式动力学分析方法,从时域角度出发,对涡轮叶片模拟件进行高低周复合载荷下的振动响应实时模拟,研究了高低周载荷的相互作用机制及接触区域的响应特征。并就高低周频率比、载荷大小等参数对叶片振动响应的影响作了进一步分析,获得了不同工况下应力应变响应曲线和不同参数影响下的变化规律,其结果可为涡轮叶片疲劳寿命预测提供输入。所采用的分析方法和得出的结论可为发动机涡轮叶片振动疲劳考核验证试验载荷谱的制定和结构的优化设计提供一定的参考。

摘要：以某发动机薄壁盘类零件为例,采用分析与试验相结合的方法进行了薄壁盘类零件振动疲劳试验方案设计与调试,验证了分析与试验方法的可靠性。并在此基础上,采用共振驻留控制方式进行了振动疲劳正式试验,获取了振动疲劳试验过程中的相关物理参数的变化规律,包括共振频率和等效应力与激振加速度量值及循环数之间的关系,并且验证了高温合金材料在高周振动疲劳服役中的材料硬化等性能,最后得到了该薄壁零件的疲劳寿命。所提出的试验设计方法、试验方法及得出的结论可为发动机薄壁盘类零件振动疲劳性能考核验证及强度性能评估提供一定的参考。

摘要：为了考核验证新构型复合材料风扇叶片的抗鸟撞性能,开展与服役工况等效的不同位置和不同撞击速度下复合材料风扇叶片的鸟撞试验。通过测量鸟弹撞击速度、叶片变形和应变响应,结合高速摄像观察撞击的整个过程,包括切鸟姿态与偏转角度等撞击姿态信息,再与试验后无损检测结果等信息结合,综合评估风扇叶片的抗鸟撞性能与损伤破坏模式。研究发现,该复合材料风扇叶片具有良好的抗鸟撞性能,在吸能的同时不易导致裂纹扩展,且前缘钛合金包边的设计有力提升了其抗冲击特性,在不同撞击工况下只出现纤维和基体的局部损伤,并未出现掉块、断裂、脱落等现象。本研究得出的结论可为抗鸟撞性能评估以及进行旋转风扇叶片鸟撞试验考核提供支撑。

摘要：基于一维应力波理论,采用分离式Hopkinson压杆和拉杆技术对铺层树脂基复合材料进行了中高应变率下的动态力学性能研究,获得了不同应变率下不同加载方向树脂基复合材料的应力应变曲线,并就应变率效应对材料失效模式和强度极限的影响进行了进一步研究。研究发现:树脂基复合材料的压缩强度表现为较为明显的正应变率效应,而压缩模量表现为负应变率效应;拉伸强度及拉伸模量几乎不受应变率影响;纬向方向拉伸强度高于压缩强度,经向方向拉伸强度低于压缩强度;纬向方向抗拉和抗压能力均高于经向方向;试样的失效模式均未表现出应变率相关性,且与加载方向无关。所采用的试样设计方法与测试方法可为复合材料动态力学性能的研究提供参考,得出的结论可为树脂基复合材料结构的设计与抗冲击的有效数值模拟提供支撑。

摘要：复合材料法兰接头是发动机机匣常用的一种连接方式。设计了与法兰形试验件加载中心面重合的夹具,开展复合材料法兰接头连接结构准静态拉伸试验,记录试验件变形过程中的载荷、应变和图像,获得连接结构的准静态强度性能与失效模式。试验结果表明,复合材料法兰接头结构准静态拉伸的典型失效模式为拐弯区域的分层损伤,同时连接螺栓也发生了明显的塑性弯曲变形,载荷-位移曲线和载荷-内侧应变曲线出现的突变可以反映结构内部的分层损伤。

摘要：通过建立航空发动机典型轮盘结构三维有限元模型,利用传递矩阵法完成了特定振型下的结构模态测试与参数识别。在此基础上,采用模态置信度准则(MAC)校验的方法定量描述仿真与试验模态振型的相关度。结果表明,模态频率测试结果与仿真结果相差小于2%,同时,两者的模态振型置信度为0.998 7。说明模态分析结果与模态测试结果吻合很好,满足工程测试要求,为后续准确预估结构动态响应并进行结构动强度设计奠定了一定的基础。

摘要：为了使涡轮发动机叶片缘板阻尼结构能起到预期的耗能减振作用,就必须在设计时对各个耗能作用机制有深入了解。鉴于叶片阻尼结构非线性接触因素的存在,在时域内进行接触实时响应分析对计算机能力、耗时和计算的收敛性都带来了巨大挑战。首先在频域内通过理论分析和有限元分析两种方法研究了含非线性接触结构的振动响应分析方法,并基于此方法对某涡轮叶片缘板阻尼结构进行了阻尼效果分析,并对干摩擦阻尼、附加质量和附加刚度三种耗能机制开展了进一步的探索。研究发现叶片阻尼结构除了接触面间的干摩擦耗能外,附加质量和附加刚度也对其产生了明显的耗能作用。且摩擦系数和密度较小时,阻尼效果对其变化较为敏感;阻尼效果与阻尼结构刚度成正比。因此,在阻尼装置结构体积一定的情况下,设计阻尼结构要在保证刚度的基础上,权衡考虑最优密度值和最优摩擦系数,使阻尼效果最好。

摘要：对飞机主起落架缓冲支柱进行受力分析，建立了一个适用于LMS软件的起落架着陆动态性能分析模型，并进行了仿真分析和参数优化设计。仿真分析结果与试验结果比较有着较好的一致性，参数优化设计有着很好的参考价值。研究结果表明，使用LMS软件对飞机起落架进行动力学建模和优化分析，具有很好的工程参考价值。

摘要：通过借鉴航天中防止超高速飞行空间碎片撞击的典型Whipple防护结构,设计了螺旋桨地面开车试验时所用的防护板结构,并利用光滑粒子流体动力学SPH方法对设计的防护板结构进行了抗冲击及抗倾覆分析,模拟了桨叶撞击防护板的整个过程以及破坏情况,并在此基础上对高速桨叶撞击防护板的动力学特性及碎片轨迹进行了跟踪分析。研究发现,桨叶在穿透前板后,由于前板的破坏吸收了大量能量,大大减弱了二次碎片的冲击能量,对后板起到了防护作用,也不会造成二次损伤。同时,通过分析发现防护板结构也没发生大距离的移动和跌倒,验证了所设计的防护板结构具有良好的抗冲击、抗倾覆性能,符合Whipple结构的功能。

摘要：在频域内利用谐波平衡法,分别通过理论分析和有限元分析方法对某涡轮叶片缘板-阻尼结构进行了减振效果分析,并就接触摩擦力对叶片减振能力的影响进行了进一步探索。研究发现带阻尼装置叶片由于阻尼块附加质量作用,对叶片有明显的避振作用,并也起到了一定的减振作用,但对叶片振动响应耗能影响最大的是叶片缘板-阻尼装置接触面的非线性摩擦力,且摩擦系数较小时叶片减振效果对其变化更敏感一些。另外从分析方法探索中发现,含接触等非线性问题的结构,忽略接触特性进行振动响应分析具有较大的偏差性。这些研究结论和研究方法可为阻尼结构的设计提供一定的参考。