[发明专利]一种燃烧室机匣的适航符合性验证方法

摘要

本发明公开了一种燃烧室机匣的适航符合性验证方法，步骤：(1)依据CCAR33.64条款要求确定燃烧室机匣的载荷边界条件，根据实际工况下的受约束情况确定位移边界条件；(2)对燃烧室机匣进行特征值屈曲分析，得到不同阶次下的特征值及特征屈曲模态；(3)选取机匣第一阶屈曲失稳部位为分析重点，在(1)条件下进行几何和材料双重非线性屈曲分析；(4)计算稳定安全系数，作为机匣稳定性的判断条件；(5)以(3)分析所得非线性屈曲临界载荷作为内外气体压力差，同时加载(1)边界条件进行静强度分析，确定燃烧室机匣对于适航条款的符合性。本发明同时考虑燃烧室机匣的稳定性和静强度，提出针对性的验证分析方法，表明燃烧室机匣的适航符合性。

主权项

1.一种燃烧室机匣的适航符合性验证方法，其特征在于包括以下步骤：步骤(1)：根据航空发动机用材料手册，确定在工作温度下的燃烧室机匣所用的GH4169镍基高温合金的最低性能的材料参数，所述最低性能的材料参数为弹性模量和屈服强度；依据航空发动机适航条款的要求，确定燃烧室机匣工作压力的极限值，在燃烧室机匣有限元分析模型上施加载荷边界条件，所述载荷边界条件包括气动轴向力和横向力、内外气体压力差；再根据燃烧室机匣实际工况下受约束情况，确定位移边界条件；步骤(2)：根据步骤(1)所确定的载荷边界条件和位移边界条件，对燃烧室机匣进行特征值屈曲分析，得到机匣不同阶次的特征值及对应的特征屈曲模态；特征值屈曲分析所得的第一阶即最低阶特征屈曲模态反映了机匣最先可能出现失稳变形的部位与分布情况，作为初步判断机匣稳定性的参考；步骤(3)：选取燃烧室机匣的第一阶屈曲失稳变形部位，在步骤(1)确定的载荷边界条件和位移边界条件下进行几何和材料双重非线性屈曲分析；对步骤(2)所得燃烧室机匣最低阶特征屈曲模态整体的变形幅值进行缩小处理，构造出引发机匣失稳的初始扰动；所述初始扰动是指引发燃烧室匣偏离原有的平衡状态而在外载荷作用下出现屈曲失稳的初始变形；再采用弧长法追踪燃烧室机匣屈曲失稳过程中的载荷位移关系曲线，确定燃烧室机匣的非线性屈曲临界载荷，提取非线性屈曲临界载荷对应的屈曲模态，得到燃烧室机匣失稳区域的分布情况；步骤(4)：将非线性屈曲临界载荷与燃烧室机匣最大工况下的内外气压差之比定义为稳定安全系数，作为燃烧室机匣稳定性适航符合性的判断条件；若所述稳定安全系数不满足判断条件，则修改燃烧室机匣失稳部位的壁厚或增设加强筋以调整燃烧室机匣的几何结构；若满足条件则表明燃烧室机匣的稳定性符合航空发动机适航条款的要求；步骤(5)：以非线性屈曲临界载荷作为燃烧室机匣新的内外气压差的输入值，同时加载步骤(1)确定的载荷边界条件和位移边界条件，进行燃烧室机匣静强度分析，确定应力和变形情况；采用航空发动机用手册中确定的应力标准和变形幅值，验证燃烧室机匣在稳定性符合要求的前提下应力值和变形量是否符合发动机手册的要求；根据特征值屈曲分析、非线性屈曲分析和静强度校核分析的结果，最终确定燃烧室机匣的适航符合性。