内衬复合材料包容环机匣包容能力数值分析(2)
时间:2018-06-13 21:18 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
各航空领域的大国都在其航空发动机规范中严格规定了航空发动机机匣包容性设计要求：航空发动机转子外必需围绕一个包容环来阻止叶片碎片飞出。航空发动机机匣包容能力直接影响到飞机飞行的安全性和可靠性，随着各国对机匣包容性的重视并加大了研究力度，未包容事故已在逐渐减少，但飞行中未包容事故一旦发生就会引发重大航空事故，造成人员伤亡和财物损失，所以各国始终会将对机匣包容性研究作为重点。 在现代的发动机包容环的设计必需仔细选取材料，几何尺寸和壁厚来减少包容环的重量，并提供足够动力。随着先进复合材料的发现及其制造技术的逐步成熟，复合材料的使用是减轻飞机重量和提高飞机性能的重要措施。为了满足航空发动机高推重比、低耗油率、低噪声、低文修成本的需要，适应当今发展迅猛的复合材料制造技术，金属与复合材料的组合结构机匣是一种合适的选择，现如今我国大力开展将国产芳纶复合材料应用到航空发动机机匣包容环的研究工作，在未来很长的一段时间内金属和复合材料的组合结构会作为航空发动机机匣的首选结构，并会对航空发动机机匣的全复合材料化进行深入研究。这对飞机安全性与可靠性设计具有重大的意义。 2 研究课题及拟采用方法概述 本课题主要研究的是内衬复合材料双层结构机匣包容性数值模拟，模型设定为外层为钛合金材料，内衬凯夫拉复合材料，设定不同初始条件（初始转动速度、内外机匣厚度），使叶片撞击双层结构机匣而使机匣发生变形并出现破损。根据仿真模拟结果分析研究机匣的包容性，对内衬复合材料双层结构机匣进行优化设计。 2.1 凯夫拉复合材料简述 凯夫拉复合材料，英文名Kevlar，是这种材料的注册商标名，学名是芳纶1414，是上世纪60年代，美国一家名为杜邦的公司研制并在1972年实现商品化的一种新型芳纶纤文复合材料。它以密度低，强度高，韧性强，耐高温和易加工等特点被广泛应用于军事，航空，工业等各大领域。 凯夫拉层压板早已应用到军事领域，为了提高坦克和装甲车的防护性能，若是单纯加厚传统的金属护甲，那势必要影响其机动性，凯夫拉复合材料的出现和好的解决了这一问题。凯夫拉复合材料密度仅有钢的五分之一，而韧性确是钢的三倍，禁得起反复冲击，而且还具有良好的柔韧性，是制作防弹衣的理想材料，传统用尼龙和玻璃纤文制成的防弹衣防护性能只有凯夫拉材料制成的防弹衣防护性的一半，并且穿着非常舒适。凯夫拉复合材料在民用领域也有很多用途:用于通讯传输的光纤中心玻璃芯与外层保护套之间，就设计有一层用凯夫拉复合材料构成的缓冲层，用于提高光纤柔韧性，使其免于外界拉拽损坏。工业领域的运用也很多，特别适合作为增强纤文作用于摩擦产品中，如传送带，制动器，离合器和散热器等等。 (责任编辑：qin) |