管路连接中的约束设计(下)

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1、航空标准化与质量总第239期管路连接中的约束设计(下)李俊昇文放刘涛不现实的，因此，采用刚性连接无论如何都是不良（中航工业综合技术研究所，北京100028）设计，是在缺乏减约束连接技术的情况下的一种无奈之举。[摘要]论述了管路连接中约束设计的基本模型和基所以说，解决管系布设应力问题，开发减约束本方法，指出了现有减约束连接结构的局限性，为国内管路标准件的开发指出了发展方向。连接技术才能从根本上解决问题。[关键词]管路连接；约束设计；标准件[中图分类号]V288.1[文献标识码]C[文章编号]6基于导管弹性的补约束1003–6660（

2、2010）05–0006–04刚性导管最佳的6约束状态对于弹性导管来说，在动态载荷的作用下会出现欠约束现象。导管中间的欠约束，有时还会引发连接端的过约束。（接上期）对直导管，欠约束表现在导管的两个径向，对工作研究5基于导管弹性的过约束补偿•平面弯曲的导管则表现在垂直于弯曲平面的方向，基本约束模型是建立在导管无弹性的假设上而对空间弯曲的导管则要复杂得多。的，实际上所有导管均有一定的容许弹性变形量，在这种情况下，就需要对导管进行补充约束。在这种情况下，过约束的情况可以在一定程度上得对减约束连接来说，机动或振动过载对导管到缓解，缓解的程

3、度取决于导管自身的弹性，弹性2010年第5期连接端的主要影响是在径向上的剪力或轴向上的拉》越好，对缓解过约束的影响越有利，反之亦然。力，数值都比较小，危害不大，危害最大的是在导导管是通过弹性应变沿导管长度的积分来实现管中间的最大弯矩处，所以，采用能在适当的方向补偿的，导管的长度、长细比和空间弯曲形状均会上提供适当约束的卡箍和支架就可以有效解决这一影响其补偿性，且只有在过约束方向上的弹性变形问题。分量才有意义。航空标准化与质量一般来说，影响这种补偿能力的参数有两个，《一个是导管的绝对长度，另一个是长细比。绝对长度越长，在轴向上的补偿

4、能力越强，长细比越大，在径向上的补偿能力越强。提高导管弹性补偿能力的方法，一般是通过增加导管绝对长度的办法实现的，因为导管的最小图10螺旋管图11S型管和蛇型管直径是由系统的流量要求要求决定的，一般不能改变，但在增加导管绝对长度的同时，导管的长细比7单根导管在布设中的约束设计也会跟着增加。在国外的飞机（如麦道–82）上，7.1单根直导管曾经采用螺旋管（如图10）的方式实现补偿，依此显然，由于导管连接端至少包含一个轴向强约推演，还可以通过采用S形管或蛇形管（如图11）束，或者两个径向强约束，因此不太长的直导管的的方式进行补偿，这要看

5、舱内能够提供什么样的补最佳约束设计为一端4约束，另一端2约束；长直导偿空间。管需增加中间的径向弱约束（如图12所示）。尽管有这些方法，但对于飞机和发动机设计来在现有的连接结构中，径向两约束的连接形式说，能够提供的补偿空间毕竟是极为有限的，而且是存在的，如柔性连接和插入式连接都是这样的结对于管径较大的管道，利用导管弹性进行补偿也是构，图12中A端的4约束连接并没有能完全满足图示[收修订稿日期]2010-05-27Oct.20106AeronauticStandardization&QualityNo.239要求的结构，但这一分析是通

6、过将2约束端的约束进行坐标转换获全球面连接、梁得的。式密封连接、非如图15，设基准坐标系为xyz，其中x轴通过2个嵌入的压板法兰连接端、y轴在导管中心线所在平面内，设A端和B连接的弱约束均端的本地坐标系分别为x′y′z′和x″y″z″，并符合这样结构的令y′和y″轴与y轴共面。静补偿要求。因此时对两端的约束进行分解后发现：图12单根直导管最佳约束此采用全球面连Sx′A、Sy′A、Sy″B在x轴上的分量均不为零，Sx′A接、梁式密封连接、非嵌入的压板法兰连接配以柔和Sy′A是共点力，可视为一个强约束，此时，x轴上性或插入式连接可以满

7、足静态下的约束要求，动态的不为零且共线的强约束分量数是2，为过约束。情况下，中间的弱约束连接Syc和Szc是十分必要的。Rx′A在y轴上的分量RyA不为零，Sz′A、Sz″B共同中间约束的种类也是很重要的，它必须能够在构成约束偶Ry也不为零，因此存在两个同向转动约装配时进行工艺补偿以使静态接近无约束，在动态束，也是过约束。下又能正确施加所缺少的那些动态约束，同时又不可见，在这种情况下，现有的连接结构，在弯工作研究会在其他方向上出现过约束，所以，这里又引入了曲导管上使用时一定是过约束。一个新的课题，就是中间支撑的约束设计问题。长目前

8、对小管路来说，相对较好的解决办法是双直导管的中间约束设计比较容易，因为这种动态一端采用一强五弱的梁式密封。此时，应严格控制导•般均是径向的，而弯曲导管则不然，还可能存在其管两连接端间的距离公差和角度公差，其他方向上《航空标准化与质量他方向上的约束需