CN115270335B - 一种反推装置上导轨梁强度试验载荷设计方法 - Google Patents

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Abstract

本申请一种反推装置上导轨梁强度试验载荷设计方法，所述上导轨梁通过精密铸造方式制造，该方法包括：开展反推装置上导轨梁的强度分析，获得所述上导轨梁的应力分布；根据所述上导轨梁的强度分析结果，在选定的考核工况中确定考核部位以及考核部位应力；将上导轨梁的连接关系进行简化得到简化后的上导轨梁试验加载方案；开展简化后的上导轨梁强度分析，得到其应力分布，若简化后的上导轨梁考核部位的应力小于设计状态的考核部位应力，则调整加载载荷，直到简化后的考核部位应力满足设计状态的考核部位应力；根据简化后的试验加载方案确定试验约束方式，根据加载载荷确定试验载荷，从而完成试验参数的确定。

Description

一种反推装置上导轨梁强度试验载荷设计方法
技术领域
本申请属于航空发动机技术领域，特别涉及一种反推装置上导轨梁强度试验载荷设计方法。
背景技术
某航空发动机反推力装置上导轨梁为铝合金异形铸造结构，是反推力装置中主要的承力构件，其与扭矩盒等部件共同构成反推力装置的主体框架；上导轨梁的侧面设有导轨槽，用以实现反推移到外罩的开合。导轨梁承受由于飞机机动动作以及气动压力产生的反推力装置机动和气动载荷，并将反推力装置部分载荷传递给飞机。
根据大涵道比发动机长寿命和高可靠性的设计要求，上导轨梁作为反推力装置最重要的承力结构，需要对反推力装置的上导轨梁的强度和疲劳寿命经过系统的、完整的、严格的验证和考核。反推力装置上导轨梁相对发动机主机件，由于导轨梁结构和型面复杂，连接部件种类多、传载路径复杂，边界条件模拟困难，给试验件的安装和加载带来了一定的困难。
为此，需要一种通过精密铸造的航空发动机反推装置上导轨梁强度试验载荷设计方法，通过简化加载结构，合理设计加载载荷，保证试验状态考核部位应力与设计状态位置应力相同的方式，实现既保证减小加载和约束难度，又保证试验有效考核的目的。
发明内容
本申请的目的是提供了一种反推装置上导轨梁强度试验载荷设计方法，以解决或减轻背景技术中的至少一个问题。
本申请的技术方案是：一种反推装置上导轨梁强度试验载荷设计方法，所述上导轨梁通过精密铸造方式制造，所述设计方法包括：
开展反推装置上导轨梁的强度分析，获得所述上导轨梁的应力分布；
根据所述上导轨梁的强度分析结果，在选定的考核工况中确定考核部位以及考核部位应力；
将上导轨梁的连接关系进行简化得到简化后的上导轨梁试验加载方案；
开展简化后的上导轨梁强度分析，得到简化后的上导轨梁应力分布，若简化后的上导轨梁考核部位应力与设计状态的考核部位应力对比满足设计要求，则依次进行下一步，若简化后的上导轨梁考核部位的应力小于设计状态的考核部位应力，则调整加载载荷，直到简化后的考核部位应力满足设计状态的考核部位应力；
根据简化后的试验加载方案确定试验约束方式，根据加载载荷确定试验载荷，从而完成试验参数的确定。
进一步的，选定的考核工况包括单向载荷和合成载荷最大的工况。
进一步的，所述考核部位位于上导轨梁中应力最大的部位。
进一步的，将上导轨梁的连接关系进行简化得到简化后的上导轨梁试验加载方案的过程包括：
确定上导轨梁连接关系，所述上导轨梁承担扭矩盒、后支撑环、隔离板和移动外罩传递的载荷，以及左右半反推力装置自平衡的载荷，所述载荷经吊点传递给飞机大梁；
采用左右半反推力装置的载荷及吊点的位置加载，扭矩盒、后支撑环、隔离板的位置处进行约束。
进一步的，所述设计方法还包括温度修正，修正温度根据各考核工况下的考核部位温度确定。
本申请提供的用于精密铸造的航空发动机反推装置上导轨梁强度试验载荷设计方法可以达到上导轨梁强度试验有效考核的目的，也可减少试验加载和约束困难的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请提供的技术方案，下面将对附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本申请的一些实施例。
图1为本申请的上导轨梁强度试验载荷设计方法流程图。
图2为本申请中的上导轨梁连接关系示意图。
具体实施方式
为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。
为了克服背景技术中所提出的问题，本申请中提供了一钟精密铸造的上导轨梁强度试验载荷设计方法，通过选取典型位置或者弧面部分位置约束和加载的方式，采用调整加载载荷大小，实现考核关键位置强度性能的目的。该方法可以保证关键部位的有效考核，同时避免复杂型面难以直接加载和约束的问题，解决上导轨梁强度试验验证的难题，对上导轨梁强度试验验证设计具有重要意义。
如图1所示，本申请提供的精密铸造上导轨梁强度试验载荷设计方法，包括以下步骤：
1、设计状态上导轨梁强度分析
根据反推力装置工作状态和使用要求，结合反推力装置中上导轨梁的载荷特点，初步筛选单向载荷和合成载荷最大的工况作为考核工况，考虑反推力装置整体分析模型连接结构的影响，开展上导轨梁的强度分析，获得上导轨梁的应力分布。
2、根据强度分析结果确定考核工况和考核部位
根据上导轨梁的强度分析结果，在选定的考核工况中确定考核部位以及考核部位应力，作为试验考核的评价基础。
其中，考核部位通常选取应力较大或最大的部位，例如上导轨梁与其他部件的连接区域。
3、设计试验简化方案
3.1试验约束和加载方式简化
如图2所示为本申请中的上导轨梁连接关系示意图，其主要承担扭矩盒A、后支撑环B、隔离板C和移动外罩D传递的载荷，以及左右半反推力装置F自平衡的载荷，上述载荷经吊点(E、G)传递给飞机大梁。
由于承担扭矩盒A、后支撑环B、隔离板C和移动外罩D的位置加载困难，左右半反推力装置F的载荷及吊点G的位置加载相对简单，因而，采用左右半反推力装置F及吊点G的位置加载，扭矩盒A、后支撑环B、隔离板C的位置进行约束的方式，取消移动外罩D的位置传载影响。另外，由于隔离板C的位置弧面异形结构约束困难，仅在吊点E和吊点G对应位置约束。
3.2分析工况简化
对于考核点应力水平相近，载荷方向偏差不大的工况，进行适当简化，减少加载工况数量带来的不必要工作。
4、开展简化方案的上导轨梁强度分析
在图2所示承担扭矩盒A、后支撑环B、隔离板C的部分位置约束，在吊点E、左右半反推力装置F和吊点G的位置加载，进行上导轨梁强度分析，获得简化后上导轨梁应力分布。
根据简化后考核部位应力与设计状态应力对比，确定考核部位应力是否满足设计要求，若满足设计要求，则依次进行步骤5和步骤6；若简化后的上导轨梁考核部位的应力小于设计状态的考核部位应力，则调整加载载荷，直到简化后的考核部位应力满足设计要求位置的应力。
5、温度/材料修正
由于设计状态温度与试验状态温度存在差异，进行温度修正，温度由各考核工况下的考核部位温度确定；为了考虑材料最低性能与试验件性能影响，进行材料修正。
6、确定试验参数，完成上导轨梁强度试验设计
考虑试验简化后，确定试验约束方式，考虑材料和温度修正后，获得试验载荷，完成了试验参数的确定，表明上导轨梁强度试验载荷设计工作完成。
本申请提供的用于精密铸造的航空发动机反推装置上导轨梁强度试验载荷设计方法可以达到上导轨梁强度试验有效考核的目的，也可减少试验加载和约束困难的问题。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种反推装置上导轨梁强度试验载荷设计方法，所述上导轨梁通过精密铸造方式制造，其特征在于，所述设计方法包括：
开展反推装置上导轨梁的强度分析，获得所述上导轨梁的应力分布；
根据所述上导轨梁的强度分析结果，在选定的考核工况中确定考核部位以及考核部位应力；
将上导轨梁的连接关系进行简化得到简化后的上导轨梁试验加载方案，其中，所述上导轨梁承担扭矩盒（A）、后支撑环（B）、隔离板（C）和移动外罩（D）传递的载荷以及左右半反推力装置（F）自平衡的载荷，所述载荷经吊点（E，G）传递给飞机大梁，在左右半反推力装置（F）及吊点（G）的位置加载载荷，在扭矩盒（A）、后支撑环（B）、隔离板（C）的位置进行约束，从而取消移动外罩（D）的位置传载影响，同时由于隔离板（C）的位置弧面异形结构约束困难，仅在吊点（E，G）对应位置进行约束；
开展简化后的上导轨梁强度分析，得到简化后的上导轨梁应力分布，若简化后的上导轨梁考核部位应力与设计状态的考核部位应力对比满足设计要求，则依次进行下一步，若简化后的上导轨梁考核部位的应力小于设计状态的考核部位应力，则调整加载载荷，直到简化后的考核部位应力满足设计状态的考核部位应力；
根据简化后的试验加载方案确定试验约束方式，根据加载载荷确定试验载荷，从而完成试验参数的确定。
2.如权利要求1所述的反推装置上导轨梁强度试验载荷设计方法，其特征在于，选定的考核工况包括单向载荷和合成载荷最大的工况。
3.如权利要求1所述的反推装置上导轨梁强度试验载荷设计方法，其特征在于，所述考核部位位于上导轨梁中应力最大的部位。
4.如权利要求1所述的反推装置上导轨梁强度试验载荷设计方法，其特征在于，所述设计方法还包括温度修正，修正温度根据各考核工况下的考核部位温度确定。
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