面向发动机尾喷管可靠运动的关键结构参数优化方法

文档序号:94390 发布日期:2021-10-12 浏览:66次 >En<

阅读说明:本技术 面向发动机尾喷管可靠运动的关键结构参数优化方法 (Key structure parameter optimization method for reliable movement of engine tail nozzle ) 是由 金鑫 李寅岗 朱海天 刘璐 于 2021-06-25 设计创作,主要内容包括:本发明公开了发动机复合材料尾喷管的运动灵活度和可靠性的优化方法,包括步骤:第一步、分析影响尾喷管运动灵活度和可靠性的重要参数,确定优化对象;第二步、确认各优化对象参数的数值范围,针对这一范围进行后续的优化;第三步、制定发动机尾喷管运动性能评价指标和应力损伤失效指标;第四步、建立复合材料尾喷管的冲击动力学仿真,对各参数进行优化仿真计算;第五步、通过分析各参数对尾喷管的运动灵活度和可靠性的影响趋势,提出复合材料尾喷管销孔配合单边间隙、表面摩擦系数和驱动气压的参数选择建议指标。本发明解决了尾喷管运动灵活度低,易发生失效的问题,实现从感觉经验到理论方法、从定性摸索到定量优化的提升。(The invention discloses a method for optimizing the motion flexibility and reliability of a composite material exhaust nozzle of an engine, which comprises the following steps: analyzing important parameters influencing the motion flexibility and reliability of the tail nozzle and determining an optimized object; secondly, confirming the numerical range of each optimized object parameter, and carrying out subsequent optimization aiming at the range; thirdly, establishing an engine tail nozzle motion performance evaluation index and a stress damage failure index; fourthly, establishing impact dynamics simulation of the composite material exhaust nozzle, and performing optimization simulation calculation on each parameter; and fifthly, through analyzing the influence trend of each parameter on the motion flexibility and reliability of the tail nozzle, parameter selection suggestion indexes of the pin hole matching unilateral clearance, the surface friction coefficient and the driving air pressure of the composite material tail nozzle are provided. The invention solves the problems of low motion flexibility and easy failure of the tail nozzle, and realizes the promotion from sensory experience to a theoretical method and from qualitative groping to quantitative optimization.)

面向发动机尾喷管可靠运动的关键结构参数优化方法

技术领域

本发明属于发动机尾喷管优化仿真领域。更具体地,涉及一种收敛扩张型复合材料发动机尾喷管的可靠运动优化方法。

背景技术

尾喷管是发动机的重要组成部分,其主要功能为通过将高温气流向后喷出获得向前推力。按照喷口是否固定可划分为可调尾喷管和不可调尾喷管。可调尾喷管能够调节喷管流量。根据截面积的变化形式,可调尾喷管又分为收敛型和收敛扩张型,其中收敛扩张型可调尾喷管由于具有较好的超音速性能,被广泛运用于先进战机、导弹的发动机中。收敛扩张型尾喷管的特征为内径先减小后扩大,由于中间部分直径最小,形状类似一窄喉,因此该部分被称为“尾喷管喉部”,尾喷管通过喉部的收缩实现流量调节。

尾喷管一般工作于高温尾流中,其工作温度范围大致处于800-2000K区间。为承受高温其零部件多采用FRCMCs材料制造,其具有硬度高、脆性大、加工性能差的特性,这使得尾喷管零部件加工误差较大,表面质量较差,在复杂高温温度场条件下收缩时存在速度慢、灵活性差的问题;而在气压驱动到达收缩极限位置时,容易在关键装配连接位置产生较大冲击载荷,引发关键部位上的高局部应力乃至损伤失效,严重影响尾喷管可靠性。近年来,我国对高新武器装备的需求日趋迫切,尾喷管运动灵活度和可靠性是众多武器装备正常发挥效能的关键因素,因此,如何优化尾喷管的运动性能和可靠性,具有重要的意义。

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