[发明专利]一种单双联卡箍管路系统建模的方法

说明书

本发明实施例涉及一种单双联卡箍管路系统建模的方法，其包括：采用梁单元对两条管路进行离散化处理，得到两条管路的有限元模型，所述两条管路上设置有双联卡箍和单联卡箍；对测得的双联卡箍的刚度进行离散化等效处理，得到双联卡箍离散化模型；对单联卡箍的刚度得到单联卡箍等效刚度；通过将所述双联卡箍离散化模型以及所述单联卡箍等效刚度引入到所述两条管路的有限元模型中，构建单双联卡箍管路系统有限元模型。本发明实施例提供的方法考虑单联卡箍和双联卡箍宽度的影响，在获得单联卡箍和双联卡箍刚度的基础上，建立较为准确的单双联卡箍管路系统的动力学模型。

技术领域

本发明涉及机械动力学技术领域，尤其涉及一种单双联卡箍管路系统建模的方法。

背景技术

航空发动机外部管路是航空发动机的重要组成部分，管路是航空发动机滑油系统、燃油系统、调节系统和起动系统等附件器件与其他附件连接的重要部件，一般通过卡箍固定于机匣上或者通过卡箍彼此相连，构成复杂的管路系统。长期以来，由机匣振动引起的航空发动机外部管路失效一直是影响发动机可靠性的重要问题。因此准确的建立卡箍管路系统的动力学模型尤为重要。

关于卡箍的动力学建模方面，尹泽勇和陈亚农基于NASTRAN有限元软件，对典型双管悬地卡箍进行有限元分析，获得不同方向(共4个)的刚度值并通过试验验证了其中两个方向的刚度计算结果。Bezborodov和Ulanov通过静态试验获得了双联卡箍的单个方向刚度，并且基于ANSYS软件，采用弹簧单元模拟双联卡箍，同时考虑管接头的影响，建立了双联卡箍管路系统有限元模型，进一步通过试验验证了模型的有效性。Gao等基于试验获得飞机管路橡胶卡箍不同方向的刚度，并且将其简化为弹簧支承，通过模态试验验证了管路系统动力学模型的有效性。李鑫和王少萍将卡箍简化成单根弹簧，并利用传递矩阵法对卡箍位置进行优化布局以降低管路的振动幅值。

目前，关于管路系统动力学建模的研究较为成熟，权凌霄等针对固支和弹支边界条件下的液压管路进行了模态及应力分析。Liu等对单管路、多卡箍约束的充液管路进行了动力学特性分析。Elfelsoufi等在弹性边界支承的基础上，进一步考虑了弹性地基对于管路振动的影响。Ding等研究了非线性隔振器对管路系统造成的非线性动力学行为。Tang等建立了复杂空间管路卡箍系统的动力学模型，并对卡箍的位置进行优化布局。

但是，目前对于航空发动机管路系统动力学建模的研究大多侧重于单管路系统，而关于双管路系统的研究相对较少，且目前关于双联卡箍的力学特性分析并不全面，亦缺乏单-双联卡箍管路系统的建模研究，而双联卡箍广泛存在于航空发动机的外部管路当中，因此对双联卡箍的特性研究是十分必要的。

可见，现有技术中对没有针对单-双联卡箍管路系统提供有效的建模方法。

上述缺陷是本领域技术人员期望克服的。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种单双联卡箍管路系统建模的方法，解决现有技术中没有针对单-双联卡箍管路系统的振动力学提供有效的建模方法的的问题。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明一实施例提供一种单双联卡箍管路系统建模的方法，其包括：

采用梁单元对两条管路进行离散化处理，得到两条管路的有限元模型，所述两条管路上设置有双联卡箍和单联卡箍；

对测得的双联卡箍的刚度进行离散化等效处理，得到双联卡箍离散化模型；

对单联卡箍的刚度得到单联卡箍等效刚度；

通过将所述双联卡箍离散化模型以及所述单联卡箍等效刚度引入到所述两条管路的有限元模型中，构建单双联卡箍管路系统有限元模型。