航空发动机止推轴承多维度抗损伤预测方法及装置制造方法及图纸

本申请涉及航空发动机止推轴承多维度抗损伤预测方法及装置，方法包括：确定航空发动机止推轴承的结构设计信息；构建具有几何特征形貌的止推轴承三维数字样机，止推轴承三维数字样机包括内环件、旋转滚动体以及保持架；以止推轴承三维数字样机为基础，根据结构设计信息，对航空发动机止推轴承进行抗损伤预测。本申请采用多个维度评估轴承的设计方案，面向工程设计应用，所构建的仿真环境基于轴承专用软件、商业软件，可实现跨专业集成。可实现跨专业集成。可实现跨专业集成。

【技术实现步骤摘要】
航空发动机止推轴承多维度抗损伤预测方法及装置


[0001]本申请涉及航空发动机损伤预测
，具体地，涉及一种航空发动机止推轴承多维度抗损伤预测方法及装置。

技术介绍

[0002]与传统机械零部件仿真有所不同，航空发动机止推轴承用于主轴支撑位置，具有高温、高速、载荷复杂等特点，涉及动力学、流体、热等多物理现象的高速旋转体，并且需考虑飞机发动机适应飞行过程中的包络载荷谱线。多维度抗损伤预测方法，其核心目标是预测所设计的航空发动机止推轴承在典型服役包络谱线环境下，其是否会出现损伤的情况。
[0003]随着航空发动机对于轴承高可靠性的设计要求，需要仿真分析手段面向工程设计应用相结合，在全设计流程中进行优化的同时有效预测轴承可能发生的损伤。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术中的至少一个不足，本申请实施例提供一种航空发动机止推轴承多维度抗损伤预测方法及装置。
[0005]第一方面，提供一种航空发动机止推轴承多维度抗损伤预测方法，包括：
[0006]确定航空发动机止推轴承的结构设计信息；
[0007]构建具有几何特征形貌的止推轴承三维数字样机，止推轴承三维数字样机包括内环件、旋转滚动体以及保持架；
[0008]以止推轴承三维数字样机为基础，根据结构设计信息，对航空发动机止推轴承进行抗损伤预测。
[0009]在一个实施例中，以止推轴承三维数字样机为基础，根据结构设计信息，对航空发动机止推轴承进行抗损伤预测，包括：
[0010]以止推轴承三维数字样机为基础，根据结构设计信息，建立保持架有限元模型，采用模态分析方法，预测保持架在高速运转过程中的共振特性规律；
[0011]根据共振特性规律判断保持架的共振交点对应转速是否与工作载荷谱转速重合，若重合，则保持架满足设计要求，否则，调整保持架的结构设计。
[0012]在一个实施例中，以止推轴承三维数字样机为基础，根据结构设计信息，对航空发动机止推轴承进行抗损伤预测，包括：
[0013]以止推轴承三维数字样机为基础，根据结构设计信息，建立内环件有限元模型，根据内环件有限元模型提取环下润滑部分流体域；
[0014]针对环下润滑部分流体域采用流体分析软件进行通油能力分析，若内环件的油孔的通油量大于止推轴承滑油供给量，则内环件满足设计要求，否则，调整内环件的结构设计。
[0015]在一个实施例中，以止推轴承三维数字样机为基础，根据结构设计信息，对航空发动机止推轴承进行抗损伤预测，包括：
[0016]以止推轴承三维数字样机为基础，根据结构设计信息，基于显式动力学分析或者刚柔耦合动力学分析方法，确定止推轴承的旋转滚动体对保持架的冲击力；
[0017]基于止推轴承的旋转滚动体对保持架的冲击力，采用有限元分析方法，确定保持架的强度，预测保持架的抗冲击能力。
[0018]在一个实施例中，方法还包括：
[0019]确定航空发动机止推轴承的工况载荷谱；
[0020]确定航空发动机止推轴承的安装配合条件、材料属性信息、润滑油的属性参数；
[0021]以止推轴承三维数字样机为基础，根据航空发动机止推轴承的结构设计信息、工况载荷谱、安装配合条件、材料属性信息、润滑油的属性参数，采用完全动力学分析方法，预测保持架的质心运动轨迹。
[0022]在一个实施例中，方法还包括：
[0023]确定航空发动机止推轴承的安装配合条件；
[0024]根据安装配合条件对止推轴承的安装适应性进行预测，止推轴承的安装适应性包括止推轴承在工作状态下的实际过盈量和环向拉应力。
[0025]在一个实施例中，方法还包括：
[0026]当实际过盈量大于零，环向拉应力不超过套圈材料的限定数值时，满足设计要求。
[0027]在一个实施例中，方法还包括：
[0028]确定航空发动机止推轴承的工况载荷谱；
[0029]根据工况载荷谱，采用拟静力学分析方法或拟动力学分析方法，预测止推轴承的包络工况条件下的工作游隙、接触应力、油膜润滑参数、寿命四项评估指标；判断四项评估指标是否满足止推轴承应用环境设计要求。
[0030]在一个实施例中，止推轴承应用环境设计要求包括：
[0031]止推轴承径向工作游隙大于零；包络稳态工况条件轴承接触应力不大于2500MPa；油膜润滑参数大于1；轴承综合循环寿命不小于发动机所需研制寿命；工作状态下，轴承非承力半圈与旋转滚动体之间缝隙不小于零，轴承避免出现三点接触，即止推轴承非承载半圈不承受载荷；工作状态下，旋转滚动体不能爬出滚道边缘。
[0032]在一个实施例中，方法还包括：
[0033]计算不同工况载荷谱下的止推轴承的功率损耗；将功率损耗传递到止推轴承主机应用轴承腔热场分析中，预测止推轴承内外温度；当止推轴承内外温度不超过轴承材料许用温度时，满足设计要求。
[0034]第二方面，提供一种航空发动机止推轴承多维度抗损伤预测装置，包括：
[0035]结构设计信息确定模块，用于确定航空发动机止推轴承的结构设计信息；
[0036]三维数字样机构建模块，用于构建具有几何特征形貌的止推轴承三维数字样机，止推轴承三维数字样机包括轴承外环件、内环件、旋转滚动体以及保持架；
[0037]抗损伤预测模块，用于以止推轴承三维数字样机为基础，根据结构设计信息，对航空发动机止推轴承进行抗损伤预测。
[0038]相对于现有技术而言，本申请具有以下有益效果：本申请的航空发动机止推轴承多维度抗损伤预测方法及装置，采用多个维度评估轴承的设计方案，面向工程设计应用，所构建的仿真环境基于轴承专用软件、商业软件，可实现跨专业集成。
附图说明
[0039]本申请可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分。在附图中：
[0040]图1示出了航空发动机止推轴承多维度抗损伤预测的示意图；
[0041]图2示出了根据本申请实施例的航空发动机止推轴承多维度抗损伤预测方法的流程框图；
[0042]图3示出了根据本申请实施例的航空发动机止推轴承多维度抗损伤预测装置的结构框图。
具体实施方式
[0043]在下文中将结合附图对本申请的示例性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施例的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中可以做出很多特定于实施例的决定，以便实现开发人员的具体目标，并且这些决定可能会随着实施例的不同而有所改变。
[0044]在此，还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本申请，在附图中仅仅示出了与根据本申请的方案密切相关的装置结构，而省略了与本申请关系不大的其他细节。
[0045]应理解的是，本申请并不会由于如下参照附图的描述而只限于所描述的实施形式。在本文中，在可行的情况下，实施例可以相互组合、不同实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种航空发动机止推轴承多维度抗损伤预测方法，其特征在于，包括：确定航空发动机止推轴承的结构设计信息；构建具有几何特征形貌的止推轴承三维数字样机，所述止推轴承三维数字样机包括内环件、旋转滚动体以及保持架；以所述止推轴承三维数字样机为基础，根据所述结构设计信息，对航空发动机止推轴承进行抗损伤预测。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，以所述止推轴承三维数字样机为基础，根据所述结构设计信息，对航空发动机止推轴承进行抗损伤预测，包括：以所述止推轴承三维数字样机为基础，根据所述结构设计信息，建立所述保持架有限元模型，采用模态分析方法，预测所述保持架在高速运转过程中的共振特性规律；根据所述共振特性规律判断所述保持架的共振交点对应转速是否与工作载荷谱转速重合，若重合，则保持架满足设计要求，否则，调整所述保持架的结构设计。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，以所述止推轴承三维数字样机为基础，根据所述结构设计信息，对航空发动机止推轴承进行抗损伤预测，包括：以所述止推轴承三维数字样机为基础，根据所述结构设计信息，建立所述内环件有限元模型，根据所述内环件有限元模型提取环下润滑部分流体域；针对所述环下润滑部分流体域采用流体分析软件进行通油能力分析，若所述内环件的油孔的通油量大于止推轴承滑油供给量，则内环件满足设计要求，否则，调整所述内环件的结构设计。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，以所述止推轴承三维数字样机为基础，根据所述结构设计信息，对航空发动机止推轴承进行抗损伤预测，包括：以所述止推轴承三维数字样机为基础，根据所述结构设计信息，基于显式动力学分析或者刚柔耦合动力学分析方法，确定止推轴承的旋转滚动体对所述保持架的冲击力；基于所述止推轴承的旋转滚动体对所述保持架的冲击力，采用有限元分析方法，确定所述保持架的强度，预测所述保持架的抗冲击能力。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：确定航空发动机止推轴承的工况载荷谱；确定航空发动机止推轴承的安装配合条件、材料属性信息、润滑油的属性参数；以所述止推轴承三维数字样机为基础，根据所述航空发动机止推轴承的...

【专利技术属性】
技术研发人员：公平，高文君，战利伟，刘振侠，迟杰，于庆杰，朱鹏飞，吕亚国，刘振刚，胡剑平，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：