航空发动机附件机匣热分析研究.pdf

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1、2011年lO月润滑与密封Oct，2011第36卷第1O期LUBRICATIONENGINEERINGV01．36No．10DOI：10．3969／j．issn·0254—0150·2011·10·016航空发动机附件机匣热分析研究吕亚国刘振侠路彬刘宝瑞(西北工业大学动力与能源学院陕西西安710072)摘要：综合热网络法和有限元软件Ansys的优势，建立一种航空发动机附件机匣热分析计算方法。用Fortran语言开发基于热网络法的附件机匣内部元件热分析模块，用APDL语言开发基于有限元软件Ansys

2、的壳体热分析模块，2个模块之间存在数据交换和迭代联算。通过对某航空发动机附件机匣进行热分析计算，获得附件机匣的温度场分布、生热量以及润滑油出1：3温度，说明了该计算方法应用于附件机匣热分析计算的可行性。关键词：附件机匣；热分析；热网络法；Ansys；温度场；生热量；润滑油中图分类号：V233．1文献标识码：A文章编号：0254—0150(2011)10—062—5ThermalAnalysisofAeroengineAccessoryGearboxLvYaguoLiuZhenxiaLuBinLiu

3、BaoruI(SchoolofPowerandEnergy，NorthwesternPolytechnicalUniversity，Xi’anShaanxi710072，China)Abstract：Anewthermalanalysismethodofaeroengineaccessorygearboxwasdeveloped，whichpossessedboththead—vantageofthermalnetworkalgorithmandAnsyssoftware．Thethermalan

4、alysisoftheinnercomponentsofaccessorygear—boxadoptedthermalnetworkalgorithmusingFortranlanguageandthethermalanalysisofthechamberadoptedAnsyssoft—wareusingAPDLlanguage，thedataexchangeandassociatedcalculationwasconsideredaswel1．Acasestudywasexecu—ted，an

5、dthetemperaturefield，theheatgenerationandthetemperatureoftheoutletlubricationoftheaccessorygearboxwaftattained．Thesimulationexampleverifiedthefeasibilityofthepresentedmethod．Keywords：accessorygearbox；thermalanalysis；thermalnetworkalgorithm；Ansys；tempe

6、raturefield；heatgeneration；lu—brieatingoil航空发动机附件传动机匣简称附件机匣，由一对构和配合关系均较为复杂，采用Ansys建模时工作量锥齿轮从发动机转子轴提取功率，然后将功率传输到会比较大。各个发动机附件和飞机附件。随着航空发动机技术的本文作者结合热网络法和有限元商用软件的优发展，附件传动功率也愈来愈大，在110kN推力级势，用Fortran语言开发了基于热网络法的附件机匣的加力风扇发动机上，附件传动功率达368kW以内部元件热分析模块，用以计算机匣内部温

7、度场和生上，为了减轻质量，缩小附件尺寸，附件的转速已达热量；用APDL语言开发了基于有限元软件Ansys的60000r／min⋯。这就对附件机匣的散热和润滑提出壳体热分析模块，用以计算壳体的温度场和壳体向外了非常高的要求。如果附件机匣内的生热量不能及时界环境的散热量，2个模块之间存在数据交换和迭代被润滑油带走，就会导致某些部件因局部温度过高而联算。并且考虑了生热量和各处对流换热系数受附件损坏。附件机匣热分析的目的就是预测附件机匣的生机匣温度场分布和润滑油出口温度的影响。在程序编热量和温度场分布，确

8、定润滑油的供给量。写过程中采用了参数化设计思想，可以满足各种不同目前，国内对附件机匣的热分析计算基本上都是结构的附件机匣热分析计算。借助有限元商用软件。孙志丰和吴鸿等人利用1附件机匣整体热分析Ansys软件计算了附件机匣润滑油出口温度，并且得航空发动机附件机匣包括壳体、齿轮、轴承、轴到了壳体温度场分布，但计算过程中忽略了生热量受等部件，为了理清附件机匣各部件间的传热关系，以润滑油出口温度的影响。史妍妍等利用Ansys软件一简化的附件机匣为例进行分析，如图1所示。其中获得了某附件机匣