无扩口连接航空导管旋转弯曲疲劳试验研究

论文摘要

在飞行器的研制过程中,涉及到很多液压传动系统,其液压管路的疲劳寿命长短直接影响到整个飞行器的安全,这也是各国都非常关注的一个问题。航空液压导管无扩口连接是一种新的液压管道连接技术,由于其连接方式的特殊性与新颖性,没有现成的疲劳试验参考数据,所以有必要对其进行相关试验以保证其安全性。影响导管连接处疲劳寿命的因素很多,端部多方向循环受力引起的弯曲疲劳是其中原因之一。对这种情况下对疲劳寿命进行评估的最有效方法是对试件进行旋转弯曲疲劳试验。为了准确测验出航空导管无扩口连接处的旋转弯曲疲劳寿命,基于航空部有关标准,在参考目前国内外其他类型种类旋转弯曲疲劳试验机的基础上,设计出了一套包含同步带传动机构、主轴机构、挠度调节机构、尾座管端固定机构及计数机构在内的完整的一套设备系统。其中同步带传动机构成功实现了一变六的动力分配方案,挠度调节机构成功实现了对管端挠度的稳定有效调节,尾座管端固定机构能在保证安装可靠性的同时也保证密封效果。该设备能同时对带内压的六根航空无扩口连接导管组件进行不同挠度值的旋转弯曲疲劳试验,相比同类试验机大大增大了试验效率,为国内同类产品的设计起到了一个引领作用。为了保护设计的知识产权,对整个设计方案申请了专利。根据设计方案成功研制出旋转弯曲疲劳试验机一台。为了验证试验机的实用性与可靠性,利用该设备进行了共四组管组件试验,在测试试验中,试验机基本完成了预定目标,获得了良好的效果。但同时也在试验过程中发现了一些原始设计上存在的问题,针对所出现问题进行了认真分析与总结,并提出了可行性的优化方案,为以后的设计提供了借鉴与参考。试验同时还对测试管组件进行了装配连接方法和在一定内压与端部弯矩条件下的有限元模拟仿真,得到了一系列的应力应变数据。通过跟试验结果相比照,很好的符合了现实情况,能对试验件疲劳破坏点位置起到一定的预测作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景与意义
• 1.1.1 疲劳研究的背景
• 1.1.2 疲劳试验机的研究意义
• 1.2 国内外旋转弯曲疲劳试验机研究现状与分析
• 1.2.1 国内的研究现状
• 1.2.2 国外的研究现状
• 1.3 本试验机研制的背景
• 第2章 试验原理与设计要求
• 2.1 试验原理与要求
• 2.1.1. 试验应力
• 2.1.2 试验循环次数
• 2.2 旋转弯曲试验方法
• 2.2.1 试验设备
• 2.2.2 试件长度
• 2.2.3 试件弯曲应力标定
• 2.3 试验机的设计要求
• 2.3.1 试验台技术要求
• 2.3.2 控制单元要求
• 2.4 试验机总体设计方案的确定
• 2.5 试验机设计前进行的理论计算
• 第3章 旋转弯曲疲劳试验机系统机构设计
• 3.1 传动方案设计
• 3.1.1 传动方案的要求
• 3.1.2 传动方案的选择
• 3.1.3 传动方案的设计计算
• 3.1.4 同步带传动的张紧机构设计
• 3.2 主轴设计
• 3.2.1 主轴材料的选用
• 3.2.2 初步估计轴的直径
• 3.2.3 轴系组件的结构设计
• 3.2.4 主轴用轴承的选配计算
• 3.2.5 主轴上零件位置的确定
• 3.2.6 轴的强度校核
• 3.3 挠度调节机构的设计
• 3.3.1 设计要求
• 3.3.2 结构设计
• 3.4 尾座及夹持机构的设计
• 3.4.1 设计要求
• 3.4.2 结构设计
• 3.5 主工作台板设计
• 3.5.1 设计要求
• 3.5.2 结构设计
• 3.6 计数机构设计
• 3.6.1 设计要求
• 3.6.2 结构设计
• 3.7 设备电气控制部分的设计
• 3.7.1 设计要求
• 3.7.2 设计方案
• 3.8 设备机架部分的设计
• 3.8.1 设计要求
• 3.8.2 设计方案
• 3.9 设备整体的技术要求
• 3.9.1 安装要求
• 3.9.2 维护要求
• 3.10 设备设计效果总览
• 第4章 试验机设计过程总结与优化
• 4.1 试验机设计方法与效果概述
• 4.2 本试验机的缺陷与需要改进的地方
• 4.3 试验机设计经验总结与优化方案
• 第5章 航空液压导管无扩口连接接头的有限元模拟
• 5.1 有限元分析模拟概述
• 5.1.1 航空液压导管无扩口连接接头有限元分析概述
• 5.1.2 ABAQUS 软件简介
• 5.2 基于航空液压导管无扩口连接的有限元模拟
• 5.2.1 第一阶段的有限元模拟
• 5.2.2 第二阶段的有限元模拟
• 5.3 有限元模拟结果与试验结果的对照与分析
• 第6章 试验及数据分析
• 6.1 实验准备与要求
• 6.1.1 管组件的清洗装配与应变片的粘贴
• 6.1.2 调整挠度值前的理论计算
• 6.2 试验过程记录
• 6.3 试验结论
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文