多物理场载荷作用下金属薄壁结构动力学响应特性计算与分析.pdfVIP

第21卷第9期装备环境工程

2024年9月EQUIPMENTENVIRONMENTALENGINEERING·79·

多物理场载荷作用下金属薄壁结构动力学

响应特性计算与分析

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谭冉，沙云东

（沈阳航空航天大学航空发动机学院，沈阳110136）

摘要：目的研究航空发动机热端部件在多物理场载荷作用下的非线性动力学响应问题。方法以多物理场

载荷作用下矩形薄壁结构的试验和仿真验证计算方法为基础，分析计算不同温度工况下某薄壁结构的模态

趋势，计算薄壁结构的屈曲温度。研究外部流场为150m/s的工况下，不同温度载荷与不同声压级载荷共同

作用下薄壁结构的响应。采用改进的雨流计数法及Morrow平均应力模型预估结构的疲劳寿命。结果屈曲

系数为0.5和1.1时，应力响应均在一阶基频激起最大峰值。屈曲系数为1.1时，薄壁结构较屈曲系数为0.5

时损伤幅值增加。在声载荷声压级达到160dB，屈曲系数为1.1时，雨流损伤矩阵循环块开始沿副对角线分

布。结论同一声压级下，随着温度的升高，结构疲劳寿命下降；同一温度下，随着声压级的不断提高，各

屈曲系数的疲劳寿命均呈线性下降趋势。

关键词：薄壁结构；屈曲；模态；响应特性；疲劳寿命；雨流损伤

中图分类号：V232文献标志码：A文章编号：1672-9242(2024)09-0079-08

DOI：10.7643/issn.1672-9242.2024.09.010

CalculationandAnalysisofDynamicResponseCharacteristicsofThin-walledMetal

StructuresunderMultiplePhysicalFieldLoads

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TANRan,SHAYundong

(SchoolofAero-engine,ShenyangAerospaceUniversity,Shenyang110136,China)

ABSTRACT:Theworkaimstoinvestigatethenonlineardynamicresponseproblemofthermalcomponentsinaero-engines

undermultiplephysicalfieldloads.Basedontheexperimentalandsimulationverificationcalculationmethodsofrectangular

thin-walledstructuresundermultiplephysicalfieldloads,themodaltrendofathin-walledstructureunderdifferenttemperature

conditionswasanalyzedandcalculatedandthebucklingtemperatureofthethin-walledstructurewascalculated.Theresponse

ofthethin-walledstructureu