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《薄壁結(jié)構(gòu)在熱聲環(huán)境中隨機(jī)疲勞壽命的估算》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、第30卷第1期2013年2月沈陽(yáng)航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)JouITlalofShenyangAerospaceUniversityV01．30No．1Feb．2013文章編號(hào)：2095—1248(2013)0l一0015-05薄壁結(jié)構(gòu)在熱聲環(huán)境中隨機(jī)疲勞壽命的估算蔣娜娜，魏靜，鮑冬冬，沙云東(沈陽(yáng)航空航天大學(xué)航空航天工程學(xué)部，沈陽(yáng)110136)摘要：高超飛行器在熱聲載荷作用下結(jié)構(gòu)的疲勞破壞問(wèn)題日益嚴(yán)峻，通過(guò)應(yīng)用雨流計(jì)數(shù)法，基于Miner線性累積損傷理論估算結(jié)構(gòu)的疲勞壽命。以四邊簡(jiǎn)支的薄壁鋁合金結(jié)構(gòu)為模型，計(jì)算了在160dB聲壓級(jí)、不同溫度時(shí)結(jié)構(gòu)的非線性動(dòng)態(tài)響
2、應(yīng)，并且估算了相應(yīng)載荷情況下結(jié)構(gòu)的疲勞壽命。結(jié)果表明，在壓級(jí)載荷不變情況下，隨著溫度的增加，結(jié)構(gòu)的疲勞壽命呈現(xiàn)先降低再升高的趨勢(shì)，并且在跳變時(shí)，疲勞壽命降至最低。關(guān)鍵詞：熱聲疲勞；疲勞壽命；跳變響應(yīng)；薄壁結(jié)構(gòu)中圖分類號(hào)：V214．4文獻(xiàn)標(biāo)志碼：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．2013．01．004Fatiguelifepredictionofthin-walledstructureunderthermo-acousticloadingsJIANGNa—na，WEIJing，BAODong—dong，SHAYun-dong(
3、FacultyofAerospaceEngineering，ShenyangAerospaceUniversity，Shenyang110136)Abstract：Thefatiguefailureproblemofhypersonicvehiclestructuresunderthermal—acousticloadingshasbecomeincreasinglyserious．ThispaperutilizestherainflowcyclecountingschemeandtheMineraccumu—lativedamagemodeltop
4、redictthefatiguelifeofthin—walledstructure．Takingthealuminumplatewithclampingastheobject，thispapercalculatesthenonlinearrandomresponseofthin—walledstructureatvari—OUScombinationsof160dBanddifferenttemperatures，andpredictstheappropriatefatiguelifeunderthecorrespondingloadingcond
5、itions．Resultsshowthatinthesamesoundpressurelevelloading，thefatiguelifereducesfirstandthengrowswiththeincreaseoftemperature，anditdropstothelowestwhenthestruc—tureenterssnap—throughregime．Keywords：thermo—acousticfatigue；fatiguelife；snap—through；thin—walledstructure高速飛行器面臨復(fù)雜的工作載荷
6、，包括氣動(dòng)載荷、噪聲載荷、溫度載荷及機(jī)械載荷等。研究¨1表明復(fù)雜的載荷使航天器熱防護(hù)系統(tǒng)(TPS)的局部表面溫度可達(dá)3000下，局部系統(tǒng)的噪聲聲壓級(jí)可達(dá)180dB。薄壁結(jié)構(gòu)可以提高飛行器的性能，因而被廣泛采用，但是在熱聲載荷環(huán)境下將表現(xiàn)大撓度非線性響應(yīng)。熱載荷使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的熱應(yīng)力，以引發(fā)結(jié)構(gòu)熱屈曲，強(qiáng)聲載荷可使機(jī)構(gòu)大幅值振動(dòng)，產(chǎn)生振動(dòng)應(yīng)力，以上兩種應(yīng)力的疊加，使得結(jié)構(gòu)處于嚴(yán)峻的應(yīng)力狀態(tài)下，繼而影響薄壁結(jié)構(gòu)的疲勞壽命。世界范圍內(nèi)，90年代以后，因?yàn)橛邢拊梢苑治鰪?fù)雜結(jié)構(gòu)的響應(yīng)，從而得到人們的重視。C．Mei【20將有限單元法拓展到同時(shí)施加熱聲載荷的各向
7、同性梁和矩形板結(jié)構(gòu)。目前在國(guó)內(nèi)，沈陽(yáng)航空航天大學(xué)對(duì)熱聲載荷下薄壁結(jié)構(gòu)的非線性隨機(jī)響應(yīng)進(jìn)行了長(zhǎng)期持續(xù)的研究，在載荷模型、加載方式、響應(yīng)計(jì)算口'41和疲勞分析”1等方面均取得一定進(jìn)展，初步建立了較系統(tǒng)的計(jì)算收稿日期：2012—12—01作者簡(jiǎn)介：蔣娜娜(1985一)，女，河北滄州人，碩士研究生，主要研究方向：飛行器動(dòng)力學(xué)環(huán)境控制與控制技術(shù)研究，E—mail：82017050@qq．com；沙云東(1966一)，男。黑龍江阿城人，教授，主要研究方向：發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)度、振動(dòng)及噪聲，E—mail：yd—sha2003@rip．sina．corn。16沈陽(yáng)航空航天大學(xué)
8、學(xué)報(bào)第30卷分析方法。試驗(yàn)?zāi)M研究存在各種實(shí)際困難，因此在飛行器研發(fā)階段更廣泛地運(yùn)用數(shù)值方法來(lái)研究熱聲載荷環(huán)
