航空涡喷、涡扇发动机 结构设计准则 研究报告 第4册 机匣PDF电子书下载

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第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 编制目的 1

1.3 内容提要 1

第2章 载荷及载荷谱 3

2.1 引言 3

2.2 载荷类型 3

2.2.1 气体载荷 3

2.2.2 温度载荷 6

2.2.3 质量惯性力 6

2.2.4 地面吊运载荷 7

2.2.5 喷管气动力 7

2.3 载荷谱 8

2.3.1 压力差工作循环 8

2.3.2 温度工作循环 13

2.3.3 机动载荷谱 13

2.4 各类机匣承受的载荷 14

2.4.1 进气机匣 14

2.4.2 风扇机匣 14

2.4.3 中介机匣 15

2.4.4 高压压气机机匣 15

2.4.5 燃烧室外机匣 16

2.4.6 燃烧室内机匣 17

2.4.7 涡轮机匣 17

2.4.8 涡轮后框架机匣 17

2.4.9 外涵道机匣 18

2.5 机匣载荷数据来源 19

2.5.1 气体载荷数据 19

2.5.2 机动载荷参数 20

参考文献 21

第3章 典型结构 22

3.1 引言 22

3.2 典型机匣结构 22

3.2.1 进气机匣 22

3.2.2 压气机机匣（风扇、低压和高压机匣） 24

3.2.3 中介机匣 26

3.2.4 燃烧室机匣 26

3.2.5 涡轮机匣 27

3.2.6 涡轮后框架机匣 28

3.3 发动机安装节布局 28

3.3.1 典型发动机安装节布局方案 29

3.3.2 安装节布局对机匣载荷影响 29

3.4 机匣局部结构 30

3.4.1 改善机匣薄弱部位应力分布 30

3.4.2 改进焊接处结构，提高焊接强度 30

3.4.3 改进机匣局部结构，保证机匣具有足够的刚性 30

3.4.4 改进机匣连接处结构，保证机匣具有足够的连接刚性 30

3.5 机匣连接形式 30

3.5.1 横向安装边的连接结构 31

3.5.2 纵向安装边连接结构 32

3.5.3 静子叶片与机匣的连接结构 32

参考文献 33

第4章 典型故障模式和影响分析 57

4.1 引言 57

4.2 故障模式统计 57

4.2.1 统计说明 57

4.2.2 各类机匣的故障统计 58

4.3 按故障模式统计分析 67

4.3.1 初始故障模式统计 67

4.3.2 主要典型故障分析 67

4.4 按破损性质统计分析 72

4.5 几点结论 73

参考文献 74

第5章 设计准则 75

5.1 引言 75

5.2 机匣设计准则 75

5.2.1 提供足够的低循环疲劳寿命 75

5.2.2 防止高循环疲劳 79

5.2.3 提供足够的许用应力 84

5.2.4 提供足够的刚度 88

5.2.5 提供足够的蠕变寿命 93

5.2.6 防止屈曲 98

5.2.7 尽量减小热变形和热不协调 104

5.2.8 提供对于非正常工作和意外事故的保护措施 108

参考文献 110

第6章 设计分析方法 112

6.1 引言 112

6.2 设计分析项目 112

6.3 分析方法 114

6.3.1 解析和经验分析方法 114

6.3.2 有限元分析方法 142

6.3.3 寿命分析方法 165

6.3.4 可靠性分析方法 183

6.3.5 寿命误差带分析 191

参考文献 193

第7章 材料与工艺 194

7.1 引言 194

7.2 探索研究阶段 194

7.2.1 机匣的选材原则 194

7.2.2 典型机匣的材料及其性能分析 196

7.2.3 发展中的新材料及其性能 198

7.2.4 材料性能数据及其来源和可靠度要求 199

7.2.5 关键工艺对材料性能的影响 201

7.3 先期发展阶段 204

7.3.1 材料冶金和工艺处理的特殊要求 204

7.3.2 材料性能数据及其来源和可靠度要求 204

7.3.3 冶金、冷、热加工等工艺对材料性能的影响 205

7.3.4 焊接工艺对材料性能的影响 206

7.3.5 材料缺口敏感性分析 207

7.3.6 构件尺寸和表面状态对材料性能的影响 207

7.3.7 环境对材料性能的影响 209

7.4 工程研制阶段 210

参考文献 210

第8章 试验验证 211

8.1 引言 211

8.2 机匣结构验证试验项目 211

8.3 材料和工艺特性试验 212

8.3.1 试验目的 212

8.3.2 试样 212

8.3.3 试验设备 212

8.3.4 试验方法 212

8.3.5 特别说明 227

8.4 放大或缩小的模型试验 227

8.4.1 试验目的 227

8.4.2 试样 227

8.4.3 试验设备 227

8.4.4 试验方法 228

8.4.5 特别说明 235

8.5 机匣的低循环疲劳试验 235

8.5.1 试验目的 235

8.5.2 试样 236

8.5.3 试验设备 236

8.5.4 试验方法 236

8.5.5 特别说明 240

8.6 机匣振动试验 240

8.6.1 试验目的 240

8.6.2 试样 240

8.6.3 试验设备 240

8.6.4 试验方法 240

8.6.5 特别说明 240

8.7 机匣组件静力试验 240

8.7.1 试验目的 241

8.7.2 试样 241

8.7.3 试验设备 241

8.7.4 试验方法 242

8.7.5 特别说明 253

8.8 机匣包容性试验 253

8.8.1 试验目的 253

8.8.2 试样 254

8.8.3 试验设备 254

8.8.4 试验方法 255

8.8.5 特别说明 256

8.9 安装边密封试验 256

8.9.1 试验目的 256

8.9.2 试样 256

8.9.3 试验设备 257

8.9.4 试验方法 258

8.9.5 特别说明 260

8.10 发动机机匣的台架试验 260

8.10.1 试验目的 260

8.10.2 试样 260

8.10.3 试验设备 261

8.10.4 试验方法 261

8.10.5 特别说明 269

参考文献 269

第9章 评定标准 271

9.1 引言 271

9.2 应力限制要求 272

9.2.1 应力强度储备的表示方法 272

9.2.2 应力强度储备的一些推荐数据 272

9.3 变形限制要求 277

9.4 高循环疲劳寿命要求 278

9.5 屈曲条件要求 279

9.6 蠕变限制要求 279

9.7 低循环疲劳寿命要求 281

9.8 包容能力要求 282

参考文献 284

第10章 风险评定 286

10.1 引言 286

10.2 风险定义及评定目的 286

10.2.1 风险定义 286

10.2.2 风险评定目的 287

10.3 风险评定要点 287

10.3.1 技术问题说明 288

10.3.2 技术展望 288

10.3.3 发展项目计划 289

10.3.4 活动网络图 289

10.3.5 专家调查法 291

10.3.6 仿真模拟 293

10.4 机匣风险评定的主要问题 298

参考文献 299

第11章 计划网络 300

11.1 引言 300

11.2 探索研究 303

11.2.1 初步分析 304

11.2.2 详细设计 304

11.2.3 可行性试验和分析 305

11.3 先期发展 306

11.3.1 初步评定 306

11.3.2 部件设计和证实 308

11.3.3 试验验证 309

11.4 工程研制 310

11.4.1 确定要求 310

11.4.2 发动机初步结构设计 312

11.4.3 气动和结构的试验器试验 312

11.4.4 发动机结构环境验证 313

11.4.5 发动机工作寿命验证 314

参考文献 316

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