航空发动机燃烧室机匣可靠性分析 - 图文

摘 要

摘 要

本次设计中，主要考虑了单边依赖热应力的强度，并且用一个拥有随应力幅度变化而变化的条件概率均值函数的离散随机变量来表示热应力依赖强度，然后用拉格朗日因子多项式法来建立了一个热应力依赖强度的应力-强度干涉模型。在该模型中，强度概率均值函数集服从威布尔多项式分布，而应力概率均值函数集则是正态多项式分布。

论文中选择马氏体不锈钢作为燃烧室机匣的材料，并利用应力-强度干涉模型对航空发动机燃烧室机匣进行可靠性分析。通过可靠性计算可知，不锈钢材料2Cr13、3Cr13和4Cr13的可靠度分别高达0.9899、0.9917及0.9936，从而验证了所建立的SSI模型的正确性和有效性。

关键字：热应力依赖强度；应力-强度干涉模型；拉格朗日因子多项式；燃

烧室机匣；结构可靠性

I

ABSTRACT

ABSTRACT

In this paper, we mainly consider the unilateral dependency of strength on thermal stress. And the thermal stress-dependent strength is represented by a discrete random variable that has different conditional probability mean function under different stress amplitudes. Then the Lagrange factor polynomial technique is developed to generate the stress-strength interference model with thermal stress-dependent strength. In this model, the strength probability mean function is subordinated toWeibull distribution, while the stress probability mean function obeys normal distribution.

In this paper, stain less steel is chosen as the material of aero-engine combustor chamber. In order to demonstrate the effectiveness of this model, we will evaluate the structural reliability of the combustor chamber based on the discrete stress-strength interference model. By the calculation of the structural reliability, we know that the structural reliability of the stain less steel 2Cr13,3Cr13 and 4Cr13 is as high as 0.9989, 0.9917 and 0.9936 respectively. Then the correctness and effectiveness of the SSI model is demonstrated.

Keywords: Thermal stress-dependent strength; stress-strength interference; lagrange factor polynomial; aero-engine combustor chamber; structural reliability.

Ⅱ

目 录

目 录

第1章 引言 ......................................................... 1

1.1 航空发动机可靠性的提出、研究方法及其意义 ................. 1

1.1.1 航空发动机可靠性的提出 .............................. 1 1.1.2 航空发动机可靠性的研究方法及其发展趋势 .............. 1 1.1.3 航空发动机可靠性研究的意义 .......................... 2 1.2 应力-强度干涉模型及其发展 ................................ 3 1.3 基于应力-强度干涉模型的可靠性的研究方法及发展趋势 ........ 4

1.3.1 基于传统的SSI模型的可靠性的研究 .................... 4 1.3.2 动态应力-强度干涉模型 ............................... 5 1.3.3 各类特定条件下的SSI模型 ............................ 5 1.3.4 随机、模糊应力-强度干涉模型 ......................... 5 1.4 本设计的主要目的和内容 ................................... 6

第2章 LFP技术及SSI模型的构建 ...................................... 7

2.1 离散随机变量的LFP ........................................ 7 2.2 m个离散随机变量的可靠度函数的LFP ........................ 7 2.3 独立离散热应力的LFP ...................................... 9 2.4 单边依赖离散热强度的LFP ................................. 10 2.5 热应力依赖强度的应力强度干涉模型（SSI） ................. 11

第3章 航空发动机燃烧室机匣的组成及选材分析 ........................ 12

3.1 航空发动机的基本组成 .................................... 12 3.2 燃烧室的分类及基本构成 .................................. 13

3.2.1 燃烧室的分类 ....................................... 13 3.2.2 燃烧室的基本构成 ................................... 14 3.3 燃烧室机匣的选材分析 .................................... 15

3.3.1 燃烧室机匣受力分析 ................................. 15 3.3.2 选材与材料工艺性分析 ............................... 18

3.3.2.1 选材要求 ..................................... 18 3.3.2.2 选材分析 ..................................... 19

第4章 燃烧室匣的有限元热处理及可靠性分析 .......................... 27

4.1 热分析概论 .............................................. 27

III

目录

4.1.1 热分析的特点 ....................................... 27 4.1.2 热分析的基本过程 ................................... 28 4.2 燃烧室机匣热强度计算 .................................... 29

4.2.1 有限元模型 ......................................... 29 4.2.2 有限元热处理 ....................................... 29 4.3 可靠性计算及分析 ........................................ 33

4.3.1 强度概率分析 ....................................... 34 4.3.2 可靠性计算及分析 ................................... 36

结束语 ............................................................. 40 参考文献 ........................................................... 42 致谢 ............................................................... 44 英文资料原文 ....................................................... 45 英文资料译文 ....................................................... 48

Ⅳ

符号表

符号意义：

LFP 拉格朗日因子多项式 pmf

概率均值函数 热应力依赖强度 tsds SSI RsN X x

px uX(x) Lki(x) f(X1, X2, …, us(s) Y yi qcj|i y pyi uY(z) g(X, Y) ug(z) S s

ps

Xn) 应力强度干涉

N条件下系统S的可靠性 离散随机变量

X组成的向量, x?(x1,x2,...,xk) 与x向量对应的概率向量px?(px1,px2,...,pxk),pxi?Pr(X?xi)随机变量X的多项式函数

有k个离散值的随机变量x的拉格朗日因子函数

独立变量X1, X2, …, Xn 的可靠度函数 随机变量S的多项式函数

依赖随机变量X的离散随机变量 所有Y可能取值的向量,由yi?(y1i,y2i,...,ymii)组成的向量,

i?1,2,...,k其中X的数值为xi

对应于si 和 cj的条件 …… 此处隐藏：2776字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……