大型客机空气导管应力分析及补偿研究

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1、第33卷第10期计算机仿真2016年10月文章编号：l006—9348(2016)10一0027一05大型客机空气导管应力分析及补偿研究夏颖1，蒋彦龙1，施红2(1．南京航空航天大学航空宇航学院，江苏南京210016；2．江苏科技大学能源与动力学院，江苏镇江212200)摘要：飞机空气导管由于其使用环境的特殊性和高要求，传统的工业管道分析方法已经不能满足应力补偿要求。为了解决客机管道的应力分析及补偿问题，首先分析了补偿器对导管应力特性的影响为后面补偿器的添加提供依据。然后以大型客机引气系统导管为例，基于梁单元模型建立高温高

2、压空气导管管系模型，仿真获得管系的应力分布和位移变形，通过在适当位置增加补偿件对管系展开应力补偿和位移限制，使其满足工作要求。计算结果表明：通过补偿步骤及分析方法能够满足飞机空气管道的应力要求；法兰靠近弯管布置时能够减小管道的应力集中程度和位移变形；球形接头应力补偿能力较强；管道壁厚和管径对应力补偿的影响较小。新的补偿方法能够完成客机空气导管的应力补偿并对飞机导管补偿器特性的研究提供了参考。关键词：应力补偿；位移约束；高温空气导管；结构优化中图分类号：V271．4文献标识码：BTheStre豁锄dC锄pe邺ationAna

3、lysis0fAirDuctforAirUmrXIAYing，JIANGYan—long，SHIHong(1．CoUege0fAerospaceEngineering，NanjingUIIiVe瑙时ofAemnautics锄dAstron卸tics，N肌jingJi粕gsu210016，China；2．CoUegeofEnetgy柚dPowerEngineering，Ji锄gsuUIlivers“yofScienceandTechnology，zhenji蚰gJi蚰gsu212200，China)ABSTRACT：nepi

4、pemodel0fhiglltemperature锄dhigIlpressureairtubeissetupwidlthebe锄elementn10delbasedonthemodel0fbleedairsystemofairducts，明dthepipestressdist晶ution柚ddisplacementdefb册alionc明beobtainedbysimulation．Accordingtotheanalysis，t}leductsystemwascompensatedforstr℃sscompensatio

5、nanddisplacememcons俩ntsinordertomeetthedesigIldem锄dsofstress粕ddisplacement．Finally，tllee雎ctoft11epo—sitionoftllecompensationontIlepipestresspmpertiesw鹊analyzed．TheresultsshowthattIlecompensationstepsand肌alysismetllodcansatis母thestressrequirementoftheaircraftairpip

6、e；then舳geh踮acenainabilit)，tore-leasestress，锄dn卸geplacedonneartIlebendpipec蚰reducethestress(：oncentration．Balljointh鹊柏trongabili—tytocompensatesn℃ss锄ddisplacement．ThecompensationeffectismoreobviouswhenthebaUjointisclosetothebendplace．髓etIlicknessallddi锄屺terofp啦have

7、limee雎ctonthisregular．neresllltsishelp柚forthes讹ssanalysisofcivilaircraftductingsystem．Ⅺ王YwORDS：Stresscompensation；displacementcomtraint；Higlltemperaturepneumaticduct；Stmcture叩妇lizati帆1引言空气管理系统由引气系统，座舱温度、压力调节系统，防除冰系统以及其它辅助装置等组成。高温高压气体从APu、收稿日期：2015—11一03修回日期：2015一1

8、2—04地面气源以及发动机引出并通过飞机空气导管系统输送到各个飞行器环境控制子系统¨’2J，空气导管还承担着连接交互各子系统的责任。因此管路的布置对于整个空气管理系统以及其它系统的安全运行具有重要影响，空气导管的合理设计对于整个飞机空气管理系统的设计至关重要一J，而空气导管应力补偿研究是导管设计过程中的