一种反推力装置复合材料叶栅强度试验载荷设计方法与流程

本申请属于叶栅式反推力装置强度设计领域，特别涉及一种反推力装置复合材料叶栅强度试验载荷设计方法。

背景技术：

1、叶栅式反推力装置通过阻流门将外涵排气流通道堵塞，发动机外涵气流经专门造型的叶栅整流后排出，使其运动方向产生大于90°的折转，从而产生与飞机前进方向相反的推力分量，实现飞机快速减速。由于其流动损失较小、控制反向排气流能力较强、反推力效率较高等特点，广泛应用于大涵道比涡扇发动机。叶栅作为叶栅式反推力装置的核心构件，采用复合材料代替金属以降低结构重量，为实现精确控制反向气流的排出方向，叶栅曲率角度不同、栅格排布十分密集，结构及载荷非常复杂，试验载荷设计较为困难。

2、以往承力结构进行过强度试验，具有一定的试验载荷设计能力，但无法解决针对叶栅式反推力装置密集栅格排布的全尺寸复合材料叶栅在不同空间占位角、不同叶栅排气角复杂气动载荷作用下的强度试验载荷设计问题。

3、因此如何进行不同空间占位角、不同叶栅排气角下的叶栅强度试验载荷设计是一个需要解决的问题。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供了一种反推力装置复合材料叶栅强度试验载荷设计方法，以解决不同空间占位角、不同叶栅排气角下的叶栅载荷对比问题。

2、本申请的技术方案是：一种反推力装置复合材料叶栅强度试验载荷设计方法，包括：获取复合材料叶栅基本参数；进行复合材料叶栅对应不同参数下的气动载荷对比分析，选取不同排气角下受载最大的复合材料叶栅；针对不同载荷工况，进行不同排气角下受载最大的叶栅强度分析，获得叶栅全局应变布局；根据叶栅全局应变布局中不同区域的应变分布情况，选取复合材料叶栅的考核位置；对叶栅气动载荷进行等效简化，保持等效后的试验载荷与初始的气动载荷受力大小一致，进行气动载荷等效后的不同排气角受载最大的复合载荷叶栅强度分析，获得载荷等效后的叶栅全局应变分布；进行气动载荷等效前与气动载荷等效后的叶栅强度分析结果进行对比，判断气动载荷等效的有效性，若有效，则执行下一步骤；确定试验约束方式，获得试验载荷。

3、优选地，对所述叶栅气动载荷进行等效简化的方法为：对不同部位的叶栅按列进行区域划分，计算每列叶栅所有的气动载荷总量，作为等效后的气动载荷。

4、优选地，所述叶栅基本参数包括复合材料叶栅环境及用法、叶栅空间占位角、叶栅排气角、叶栅的三维几何模型、强度分析用材料性能数据、复合材料叶栅铺层信息、气动数据和温度数据。

5、优选地，在判断起动载荷等效的有效性后，根据常温干燥环境和湿热环境下树脂基复合材料力学性能的差异设置载荷放大系数，最终的所述试验载荷为等效后的气动载荷与载荷放大系数相乘。

6、优选地，采用ansys进行气动载荷等效后的不同排气角受载最大的复合载荷叶栅强度分析。

7、优选地，针对复合材料叶栅对应的反推力装置不同号位、不同叶栅占位角进行气动载荷的对比分析。

8、本申请的一种反推力装置复合材料叶栅强度试验载荷设计方法，通过先建立试验载荷设计软件，输入复合材料叶栅基本参数，通过对多种叶栅进行气动载荷下的对比分析，选取排气角最大的复合材料叶栅进行受载，已能够进行更高效的载荷等效，在对叶栅的考核位置进行考核时，通过对叶栅气动载荷进行更小简化，在满足复合材料叶栅考核的同时，降低试验加载的困难程度，同时通过对等效后的叶栅强度分析结果进行对比吻戏，以保证气动载荷等效的有效性。试验加载方便，试验结果较为准确。

技术特征：

1.一种反推力装置复合材料叶栅强度试验载荷设计方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的反推力装置复合材料叶栅强度试验载荷设计方法，其特征在于，对所述叶栅气动载荷进行等效简化的方法为：对不同部位的叶栅按列进行区域划分，计算每列叶栅所有的气动载荷总量，作为等效后的气动载荷。

3.如权利要求1所述的反推力装置复合材料叶栅强度试验载荷设计方法，其特征在于：所述叶栅基本参数包括复合材料叶栅环境及用法、叶栅空间占位角、叶栅排气角、叶栅的三维几何模型、强度分析用材料性能数据、复合材料叶栅铺层信息、气动数据和温度数据。

4.如权利要求1所述的反推力装置复合材料叶栅强度试验载荷设计方法，其特征在于：在判断起动载荷等效的有效性后，根据常温干燥环境和湿热环境下树脂基复合材料力学性能的差异设置载荷放大系数，最终的所述试验载荷为等效后的气动载荷与载荷放大系数相乘。

5.如权利要求1所述的反推力装置复合材料叶栅强度试验载荷设计方法，其特征在于：采用ansys进行气动载荷等效后的不同排气角受载最大的复合载荷叶栅强度分析。

6.如权利要求1所述的反推力装置复合材料叶栅强度试验载荷设计方法，其特征在于：针对复合材料叶栅对应的反推力装置不同号位、不同叶栅占位角进行气动载荷的对比分析。

技术总结
本申请属于叶栅式反推力装置强度设计领域，为一种反推力装置复合材料叶栅强度试验载荷设计方法，通过先建立试验载荷设计软件，输入复合材料叶栅基本参数，通过对多种叶栅进行气动载荷下的对比分析，选取排气角最大的复合材料叶栅进行受载，已能够进行更高效的载荷等效，在对叶栅的考核位置进行考核时，通过对叶栅气动载荷进行更小简化，在满足复合材料叶栅考核的同时，降低试验加载的困难程度，同时通过对等效后的叶栅强度分析结果进行对比吻戏，以保证气动载荷等效的有效性。试验加载方便，试验结果较为准确。

技术研发人员：沈锡钢,秋洪燕,储建恒,高建辉,李东宁,杜鹏飞,许洪明
受保护的技术使用者：中国航发沈阳发动机研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12