飞机高温高压空气导管的振动特性研究.pdf

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1、学术论文RESEARCH飞机高温高压空气导管的振动特性研究施红1，蒋彦龙2，沈那伟1(1．江苏科技大学能源与动力学院，镇江212003；2．南京航空航天大学航空宇航学院，南京210016)[摘要】在分析某大型客机环境控制系统的配平子系统的基础上，基于有限元软件Patran和Nastran建立了配平系统的空气导管有限元分析模型，选用Lanczos算法，对管系进行动力学模态分析，获得了系统前五阶的频率和振型。同时，考察了气体热力学参数和球形接头作动力学参数对空气导管动力学模态特性的影响。结果表明：从频率上看，配平系

2、统Partl在45Hz以下谐振模态分布密集。从振型上看，球形接头和滑动接头处的振型变化幅度较大；从动力学特性的影响因素来看，配平系统空气导管管系的固有频率随管内温度的增加而递减，随管内压力的增加而增加；球形接头起动力矩和刚度增大会增加各阶的固有频率。研究工作对于我国大型客机空气导管系统的可靠性设计具有参考价值。关键词：空气导管；模态分析；高温高压；配平系统StudyofVibrationCharacteristicoftheHighTemperatureandPneumaticDuctSystemoftheAi

3、rcraftSHIHon91，JIANGYanlon92，SHENNawei1(1．Energy&PowerEngineering，JiangsuUniversityofScienceandTechnology，Zhenjiang212003，Chinal2．CollegeofAerospaceEngineering，NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing210016，China)IABSTRACTJBasedontheanalysisofthel

4、oads，constraintsanditsmechanismsapplyingtotheductsystem，afiniteelementmodelofthetrimsystemisestablishedbythefiniteelementsoftwarePatran&Nastran．theLanczosalgorithmisadoptedtothemodalanalysis，thefirstfivenaturalfrequenciesandvibrationmodeareobtained．Performan

5、ceparametersofthegasandballjointinfluencingonthemodalanalysisareconsidered．Theresultsshowthattheresonancemodesarein—tensivelydistributedbellow45Hzfromthepointoffrequencyandthevibrationmodespresentwithlargevariationrangeintheballjointsandslipjoints．Fromthevie

6、wpointofinfluencingfactorsonthedynamiccharacteristic，naturalfrequenciesofthetrimsystemdecreasewithtemperatureofthegasandincreasewithpressureofthegas．Meanwhile，naturalfrequenciesincreasewiththestiffnessandstartingtorqueoftheballjoint．Thisworkcouldbehelpfulfor

7、reliabilitydesignofChina’Slargecivil-aircraftductingsystem．Keywords：Airduct；Modalanalysis；Hightemperatureandpneumatic；TrimsystemDOI：10．16080巧．issnl671-833x．2016．1／2．076飞机环控系统的功能主要包括引气、温度控制、压力调节及为其他辅助动力装置提供气源等。根据功能类型，可以分为防冰系统、空调系统、引气系统等，各系统之间通过空气导管进行交联。空气导管像血

8、管一样穿过机身、机翼、发动机、电子设备舱等多个关键区域。管道内部流动的高温压力气体、导管系统的故障和疲劳损坏都会产生重大的安全隐患，因此飞机空气导管系统需进行安全性及可靠性分析B-3]。进行空气导管的动力学特性分析是导管系统可靠性设计的关键内容之一。76航空制造技术·2016年第1／2期空气导管是一个弹性系统，是飞机各系统连接的重要部件，在工作时承受管内气流和飞行加速度等载荷产生的弯矩