一种用于发动机固定装置的疲劳载荷谱计算方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及飞机设计领域，特别涉及一种用于发动机固定装置的疲劳载荷谱计算方法，包括如下步骤：确定典型的飞行科目及相应的飞机重心过载谱、角速度、角加速度、高度以及速度参数；确定发动机的地面使用科目，并根据发动机各种科目状态下的台架推力值计算得到发动机地面试车推力载荷谱；确定发动机重心处的空中飞行载荷谱；确定发动机重心处的地面试车载荷谱；根据发动机安装结构传力特性，计算发动机固定装置的空中飞行和地面试车疲劳载荷谱；根据发动机固定装置空中飞行和地面试车重心载荷谱，计算得到发动机固定装置疲劳载荷谱。本发明专利技术的用于发动机固定装置的疲劳载荷谱计算方法，为发动机固定装置的使用寿命计算提供了设计输入。

【技术实现步骤摘要】
一种用于发动机固定装置的疲劳载荷谱计算方法
本专利技术涉及飞机设计领域，特别涉及一种用于发动机固定装置的疲劳载荷谱计算方法。
技术介绍
发动机为飞机复杂的核心部件，发动机固定装置的使用寿命直接影响到飞机的飞行安全。飞机飞行时载荷时间历程非常复杂，且发动机工作时载荷因素多，涉及到推力、惯性力、陀螺力矩的组合，因此发动机载荷谱编制是一项多参数统计和概率组合的复杂的设计工作。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供了一种用于发动机固定装置的疲劳载荷谱计算方法。本专利技术的技术方案是：一种用于发动机固定装置的疲劳载荷谱计算方法，包括如下步骤：步骤一、根据飞机重心载荷谱，确定典型的飞行科目及相应的飞机重心过载谱、角速度、角加速度、高度以及速度参数；步骤二、根据发动机地面试车曲线，确定发动机的地面使用科目，并根据发动机各种科目状态下的台架推力值计算得到发动机地面试车推力载荷谱；步骤三、根据典型飞行科目下的发动机载荷因素，确定发动机重心处的空中飞行载荷谱；步骤四、根据典型飞行科目下的发动机载荷因素，确定发动机重心处的地面试车载荷谱；步骤五、根据发动机安装结构传力特性，计算发动机固定装置的空中飞行和地面试车疲劳载荷谱；步骤六、根据发动机固定装置空中飞行和地面试车重心载荷谱，计算得到发动机固定装置疲劳载荷谱。可选的，所述典型的飞行科目包括航线起落、转场、航行、仪表、编队、特技、截击、对地攻击以及空战。可选的，在所述步骤二中，发动机地面试车时试车曲线为慢车、最大、慢车、最大、进场、最大、进场、全加力、进场、全加力、慢车、巡航、进场、慢车的幅值循环变化状态。可选的，所述步骤三包括：步骤3.1、结合典型飞行科目下飞机的飞行高度、速度确定空中飞行时发动机重心处的推力谱；步骤3.2、将发动机的重量与过载相乘，可得到发动机重心处惯性力的载荷谱；步骤3.3、将飞机偏转的角速度与发动机转子的转速、转动惯量相乘，得到发动机重心处的陀螺力矩载荷谱；步骤3.4、将发动机重心处的推力谱、发动机重心处惯性力的载荷谱以及发动机重心处的陀螺力矩载荷谱按时间历程组合，得到空中飞行时发动机重心载荷谱。可选的，所述步骤四包括：将发动机重心处的推力谱与发动机的重力按时间历程进行组合，得到发动机重心处的地面试车载荷谱。可选的，所述步骤五中，所述发动机安装结构传力特性包括：发动机主固定面由两个推力销组件的结构布局方式固定，主固定面外侧推力销承受X、Y两个方向的力，主固定面内侧推力销承受X、Y、Z三个方向的力；辅助固定面由一个拉杆组件的结构布局方式固定，拉杆承受轴向的力，为静定结构。可选的，在所述步骤六中，是将发动机简化为体元，推力销采用梁元模拟，拉杆采用杆元模拟，再通过有限元计算，将发动机固定装置空中飞行和地面试车重心载荷谱加于发动机重心处，得到发动机固定装置疲劳载荷谱。专利技术效果：本专利技术的用于发动机固定装置的疲劳载荷谱计算方法，为发动机固定装置的使用寿命计算提供了设计输入。附图说明图1是本专利技术用于发动机固定装置的疲劳载荷谱计算方法流程图；图2是一实施例中特技飞行科目发动机固定拉杆载荷谱示意。具体实施方式为使本专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制。下面结合附图1和图2对本专利技术用于发动机固定装置的疲劳载荷谱计算方法做进一步详细说明。本专利技术提供了一种用于发动机固定装置的疲劳载荷谱计算方法，包括如下步骤：步骤一、飞行参数中过载、角速度、角加速度、高度、速度参数影响到发动机固定装置的载荷，依据飞机重心过载谱，确定典型的飞行科目及典型飞行科目下飞机的重心过载谱、角速度、角加速度、高度、速度参数。根据实测飞机重心载荷谱，确定9种飞行科目，分别为航线起落、转场、航行、仪表、编队、特技、截击、对地攻击、空战。分析实测数据，可得到飞机过载谱、角速度、角加速度、高度、速度参数。步骤二、根据发动机地面试车曲线，确定发动机的地面使用科目，并根据发动机各种科目状态下的台架推力值计算得到发动机地面试车推力载荷谱。发动机地面试车时试车曲线变化为慢车、最大、慢车、最大、进场、最大、进场、全加力、进场、全加力、慢车、巡航、进场、慢车的幅值循环变化状态，查看发动机技术说明书，可得到发动机各种状态下的台架推力值，可计算出发动机地面试车推力载荷谱。步骤三、根据典型飞行科目下的发动机载荷因素，确定发动机重心处的空中飞行载荷谱。发动机工作时需要考虑推力的载荷参数，飞机空中飞行时需要考虑作用于发动机上的法向惯性力、陀螺力矩。因此，步骤三具体可以包括：步骤3.1、结合典型飞行科目下飞机的飞行高度、速度确定空中飞行时发动机重心处的推力谱；步骤3.2、将发动机的重量与过载相乘，可得到发动机重心处惯性力的载荷谱；步骤3.3、将飞机偏转的角速度与发动机转子的转速、转动惯量相乘，得到发动机重心处的陀螺力矩载荷谱；步骤3.4、将发动机重心处的推力谱、发动机重心处惯性力的载荷谱以及发动机重心处的陀螺力矩载荷谱按时间历程组合，得到空中飞行时发动机重心载荷谱。步骤四、根据发动机的工作特点，分析典型飞行科目下的发动机载荷因素，确定发动机重心处的地面试车载荷谱。发动机地面试车时需要考虑推力的载荷参数；飞机地面使用时法向惯性力等于重力，由于飞机不存在俯仰的姿态偏转，因此发动机固定装置不承受陀螺力矩。地面使用时发动机固定装置的载荷因素包括推力、重力。具体地，将发动机重心处的推力谱与发动机的重力按时间历程进行组合，得到发动机重心处的地面试车载荷谱。步骤五、根据发动机安装结构传力特性，使用有限元方法计算发动机固定装置的空中飞行和地面试车疲劳载荷谱。具体地，发动机安装结构传力特性包括：发动机主固定面由两个推力销组件的结构布局方式固定，主固定面外侧推力销承受X、Y两个方向的力，主固定面内侧推力销承受X、Y、Z三个方向的力；辅助固定面由一个拉杆组件的结构布局方式固定，拉杆承受轴向的力，为静定结构。步骤六、根据发动机固定装置空中飞行和地面试车重心载荷谱，计算得到发动机固定装置疲劳载荷谱。具体地，采用有限元方法计算安装结构载荷；将发动机简化为体元，推力销采用梁元模拟，拉杆采用杆元模拟，再通过有限元计算，将发动机固定装置空中飞行和地面试车重心载荷谱加于发动机重心处，得到发动机固定装置疲劳载荷谱。本专利技术的用于发动机固定装置的疲劳载荷谱计算方法，为发动机固定装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于发动机固定装置的疲劳载荷谱计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、根据飞机重心载荷谱，确定典型的飞行科目及相应的飞机重心过载谱、角速度、角加速度、高度以及速度参数；步骤二、根据发动机地面试车曲线，确定发动机的地面使用科目，并根据发动机各种科目状态下的台架推力值计算得到发动机地面试车推力载荷谱；步骤三、根据典型飞行科目下的发动机载荷因素，确定发动机重心处的空中飞行载荷谱；步骤四、根据典型飞行科目下的发动机载荷因素，确定发动机重心处的地面试车载荷谱；步骤五、根据发动机安装结构传力特性，计算发动机固定装置的空中飞行和地面试车疲劳载荷谱；步骤六、根据发动机固定装置空中飞行和地面试车重心载荷谱，计算得到发动机固定装置疲劳载荷谱。

【技术特征摘要】
1.一种用于发动机固定装置的疲劳载荷谱计算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、根据飞机重心载荷谱，确定典型的飞行科目及相应的飞机重心过载谱、角速度、角加速度、高度以及速度参数；步骤二、根据发动机地面试车曲线，确定发动机的地面使用科目，并根据发动机各种科目状态下的台架推力值计算得到发动机地面试车推力载荷谱；步骤三、根据典型飞行科目下的发动机载荷因素，确定发动机重心处的空中飞行载荷谱；步骤四、根据典型飞行科目下的发动机载荷因素，确定发动机重心处的地面试车载荷谱；步骤五、根据发动机安装结构传力特性，计算发动机固定装置的空中飞行和地面试车疲劳载荷谱；步骤六、根据发动机固定装置空中飞行和地面试车重心载荷谱，计算得到发动机固定装置疲劳载荷谱。2.根据权利要求1所述的用于发动机固定装置的疲劳载荷谱计算方法，其特征在于，所述典型的飞行科目包括航线起落、转场、航行、仪表、编队、特技、截击、对地攻击以及空战。3.根据权利要求2所述的用于发动机固定装置的疲劳载荷谱计算方法，其特征在于，在所述步骤二中，发动机地面试车时试车曲线为慢车、最大、慢车、最大、进场、最大、进场、全加力、进场、全加力、慢车、巡航、进场、慢车的幅值循环变化状态。4.根据权利要求3所述的用于发动机固定装置的疲劳载荷谱计算方法，其特征在于，所述步骤三包括：步骤3.1、结合典型飞行科目...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘汉海，隋福成，王成波，杨忠会，耿玉新，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁,21