An external engine support optimization design method, according to the support on the engine support display functional location and implementation requirements, 3D maximum solid outline of a scaffold design interface; topology design stage analysis, create constraints, load applied on the initial contour, set constraint parameters for maximum allowable stress; in accordance with the results of topology optimization design of the initial contour of scaffold material removal, retention of the force transmission path of the material on the layout, forming the shape of scaffolds in technology design stage; multi-objective optimization for support size and thickness, set stress as optimization target of minimum quality constraints; meet the strength requirements and strength reserve coefficient but large complete the design, the output of engineering drawings. The invention has the advantages that: the utility model is directly used for designing the external support of an aircraft engine, improving the rationality of the design, ensuring the bracket to meet the requirements of long service life and high reliability of the aviation engine, and having the advantages of light weight and reasonable material selection.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及涉及航空发动机外部支架设计领域,特别涉及了一种发动机外部支架优化设计方法。
技术介绍
从航空发动机空中停车的故障统计数据看,50%故障是由于外部管路、导线、支架失效引起的,高居结构故障之首,可见外部系统安全可靠至关重要。发动机外部附件和管路都需要支撑支架来定位和约束,支架的结构强度对于支撑功能的实现来说至关重要。尤其对一些高温区支架,恶劣的环境给支架选材的设计提出了更高地要求。同时发动机外部支架还要承受来自发动机的振动,极易产生疲劳破坏。如果支架自身有很大的应力集中或者强度储备系数过低,会影响到支架的工作可靠性和寿命。目前,航空发动机外部支架传统设计方法,主要以实现结构功能为主,在结构形式上参照国外成熟的支架结构形式,缺乏对发动机外部支架强度的校核。零件结构强度往往是设计者根据经验作出必要的判断。这导致设计的支架很容易出现两方面问题:1、支架强度储备系数不够。影响了支架的寿命,无法满足发动机的使用要求,甚至影响发动机的安全;2、支架强度储备系数过高。设计的支架过重,增加发动机重量,影响发动机推重比指标。目前,对于航空发动机外部支架设计的系统优化设计方法在国内尚未提出过;而国外的飞机/发动机公司由于技术保密等原因,也没有这方面公开发表的资料和专利。
技术实现思路
本专利技术的目的是在于提供航空发动机外部支架静强度校核准则和疲劳强度校核 ...
【技术保护点】
一种发动机外部支架优化设计方法,其特征在于:所述的发动机外部支架优化设计方法,包括:支架强度校核准则;静强度评估准则为:屈服安全系数:n0.2=σ0.2σeq≥1.2]]>极限安全系数:nb=σbσeq≥1.5]]>疲劳强度校核准则:利用航空发动机高压转子极限转速计算出发动机最大工作转速频率;对支架模态的固有频率进行分析,要求支架的第1阶固有频率在发动机最高工作转速频率的1.25倍以上,以避免支架工作过程中与航空发动机产生共振,减少支架产生疲劳破环的可能性;所述的发动机外部支架优化设计方法的设计过程:步骤一、设计输入:首先,按照支架在发动机上的摆放位置及要求实现的支撑功能,接口设计一个支架的三维最大实体轮廓;步骤二、方案设计:对初始轮廓进行方案设计阶段的拓扑分析,创建约束,施加载荷,设置优化约束参数为最大许用应力,设置质量减重目标,通过拓扑优化,得到力的传递路径,同时可以知道在什么位置削减材料比较合适;步骤三、技术设计:按照拓扑优化结果对支架设计初始轮廓进行材料去除,保留传力路径上的材料 ...
【技术特征摘要】
1.一种发动机外部支架优化设计方法,其特征在于:所述的发动
机外部支架优化设计方法,包括:支架强度校核准则;
静强度评估准则为:
屈服安全系数:
n0.2=σ0.2σeq≥1.2]]>极限安全系数:
nb=σbσeq≥1.5]]>疲劳强度校核准则:
利用航空发动机高压转子极限转速计算出发动机最大工作转速
频率;对支架模态的固有频率进行分析,要求支架的第1阶固有频率
在发动机最高工作转速频率的1.25倍以上,以避免支架工作过程中
与航空发动机产生共振,减少支架产生疲劳破环的可能性;
所述的发动机外部支架优化设计方法的设计过程:
步骤一、设计输入:首先,按照支架在发动机上的摆放位置及要
求实现的支撑功能,接口设计一个支...
【专利技术属性】
技术研发人员:王凤,李洪军,史志勇,刘洪波,李盈建,
申请(专利权)人:中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所,
类型:发明
国别省市:辽宁;21
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