【導(dǎo)讀】撰寫的成果作品。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。關(guān)學(xué)位論文管理部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。隨著經(jīng)濟(jì)社會的飛速發(fā)展，當(dāng)代對大型客機(jī)，運(yùn)輸機(jī)的需求越發(fā)強(qiáng)烈。機(jī)方面的自主研發(fā)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如歐美的水平，今年來，我國對這方面的研究越來越深入。的應(yīng)力分析是個相當(dāng)復(fù)雜的過程，精度要求相當(dāng)高。越來越多的研究發(fā)現(xiàn)熱應(yīng)力分析是十。本文是大飛機(jī)中機(jī)身熱分析課題的熱應(yīng)力分析部分。研究飛機(jī)起飛、巡航到降落的一。系列飛行過程中，九個不同階段溫度場下，機(jī)身中段的熱應(yīng)力情況。本次熱應(yīng)力分析計算采用軟件進(jìn)行處理。料參數(shù)以及單元屬性，完成結(jié)構(gòu)分析模型的轉(zhuǎn)化。探索結(jié)構(gòu)模型的處理方法以避免非受力。同時輔以簡單的算例分析對結(jié)果的可靠性進(jìn)行驗證。設(shè)計具有一定的實用價值。

　　

【正文】 文 20 S31 部分 階段四 4 爬升至海拔 500 英尺 ? 起落架運(yùn)行，機(jī) 輪及起落架系統(tǒng)的散熱，由熱通量輸入考慮 ? 艙內(nèi)局部通風(fēng)，溫度由恢復(fù)溫度確定考慮對流換熱 12:00~12:10 S12 部分 S31 部分 武漢理工大學(xué)畢業(yè)論文 21 階段五 5 爬升至海拔 22500 英尺 起落架艙門關(guān)閉，溫度自由考慮 12:10~12:23 S12 部分 S31 部 分 階段六 6 爬升至海拔 39000 英尺 APU 組件開始關(guān)閉 12:23~12:33 S12 部分 武漢理工大學(xué)畢業(yè)論文 22 S31 部分 階段七 7 巡航 正常巡航飛行，只在此階段考慮起落架艙的剩余泄漏通風(fēng) 12:33~19:02 S12 部分 S31 部分 武漢理工大學(xué)畢業(yè)論文 23 階段八 8 下降至海拔 20xx 英尺 飛機(jī)進(jìn)入降落階段 19:02~19:28 S12 部分 S31 部分 階段九 9 下降至降落 起落架艙開啟，考慮起落架艙的溫度為恢復(fù)溫度 19:28~19:33 S12 部分 武漢理工大學(xué)畢業(yè)論文 24 S31 部分 從第一個階段到第九個階段，隨著時間的變化，應(yīng)力值先逐漸變大，在第七階段達(dá)到最大值，隨后又逐漸減小，回到初始值。 在第七階段，應(yīng)力最大值發(fā)生在 S12 部分的下圖所示位置。 在中間板與外圍的殼交界處，應(yīng)力值達(dá)到了 260 Mpa。對于這個點，在進(jìn)一步設(shè)計時要進(jìn)行加強(qiáng)，或者 改善此處的傳熱情況，避免溫度梯度過大。 武漢理工大學(xué)畢業(yè)論文 25 第 6 章 總結(jié)與展望 本次機(jī)身中段的熱應(yīng)力分析 項目中，在熱分析模型的基礎(chǔ)上，將模型轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)分析模型，并加載溫度場以得到機(jī)身熱應(yīng)力場是任務(wù)的全部內(nèi)容。模型轉(zhuǎn)化要做如下的工作： 查找材料的力學(xué)性能參數(shù)； 確定單元的屬性： 將材料參數(shù)和單元屬性對應(yīng)地賦給單元； 添加節(jié)點和單元以解決結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性問題。 在完成這些工作時要注意單位制和數(shù)量級，同時要避免遺漏，對于幾萬個單元，這些工作花費了不少時間。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算時，結(jié)構(gòu)經(jīng)常提示結(jié)構(gòu)存在不連續(xù)性的問題，這個時候就可能是單元屬性賦予的時候出了問題，也可能是需要添加單元，這些要根據(jù)報錯文件的提示進(jìn)行 修改。經(jīng)過反復(fù)修改之后，我深有體會，結(jié)構(gòu)模型的建立一定要有規(guī)劃地進(jìn)行，任何一個單元或節(jié)點的丟失都意味著繁重的查找、修補(bǔ)、試算再重新查找的反復(fù)工作。 然后便是溫度場加載的問題。使用 軟件，正常的溫度場創(chuàng)建應(yīng)該是采用 FEM 的方式，節(jié)點一一映射，便可加載上溫度場的結(jié)果。但是一般的工程中，熱分析網(wǎng)格往往要較結(jié)構(gòu)分析網(wǎng)格更加稀疏，若直接采用熱分析網(wǎng)格進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)的不連續(xù)性問題。我嘗試著將熱分析結(jié)果以 .XDB 文件的格式讀取到結(jié)構(gòu)分析模型中，發(fā)現(xiàn)模型上可以顯示溫度場結(jié)果，但在形成溫度場進(jìn)行線 性插值時（結(jié)構(gòu)模型上某些節(jié)點單元是熱分析模型中所沒有的，其上的溫度值要通過插值得到），卻沒法繼續(xù)算下去，無法形成溫度的空間場，最后發(fā)現(xiàn)插值工作必須在原有網(wǎng)格的基礎(chǔ)上進(jìn)行。我嘗試了一些方案，沒能成功解決問題，這是本次工作所遇到問題，作為一個課題提出來，希望以后能解決。 最后，我只能對熱分析模型進(jìn)行修改，重新賦予單元屬性和材料參數(shù)，由于網(wǎng)格的稀疏性問題，結(jié)構(gòu)的不連續(xù)是后期工作的主要問題。此次工作，我得到的最大體會是：熱分析模型和結(jié)構(gòu)分析之間要有嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系，節(jié)點坐標(biāo)，節(jié)點號要嚴(yán)格地一一對應(yīng)。 此次熱應(yīng)力分析工 作，我收獲頗多，對 軟件有了一定深度的掌握，對研究工作有了深一步的了解與體會，同時也鍛煉了自己進(jìn)行研究工作的耐心。 武漢理工大學(xué)畢業(yè)論文 26 參考文獻(xiàn) [1] 張興娟 ,楊春信 ,袁修干 .大飛機(jī)乘員艙熱載荷的工程估算方法 [J].北京航空航天大學(xué)學(xué)報 ,20xx,(第 12 期 ). [2] 李楠 ,程湛 .大型客機(jī)動態(tài)熱載荷仿真計算軟件 [J].民用飛機(jī)設(shè)計與研究 ,20xx,(第 2 期 ). [3] 蔡宇宏 ,蔣彥龍 ,蔡玉飛 ,王瑜 ,夏文慶 ,朱春玲 ,李楠 ,南國鵬 ,李革萍 ,辛旭東 .民機(jī)客艙熱載荷的數(shù)值計 [J].世界科技研究與發(fā)展 ,20xx,(第 6 期 ). [4] Bhrk H， Beyermann U． Secure Tightening of a CMC Fastener for the Heat Shield of Reentry Vehicles［ J］． Composite Structures， 20xx， 92( 1) : 107 － 112． [5] Xue Jia， Wang WenXue， Takao Y， et al． Reduction of Thermal Residual Stress in Carbon Fiber Aluminum Laminates using a Thermal Expansion Clamp［ J］． Composites Part A: Applied Science and Manufacturing， 20xx， 42( 8) : 986 － 992． [6] Ashida F， Sakata S， Matsumoto K． Structure Design of a Piezoelectric Composite Disk for Control of Thermal Stress［ J］． Journal of Applied Mechanics， 20xx， 75 ( 6) : 0610091 0610098． [7] 韓宇． 多層組合圓筒體的傳熱和熱應(yīng)力分析［ D］．沈陽 :東北大學(xué)， 20xx． [8] 張肖肖，成竹，任青梅，秦強(qiáng) .緊固件連接部位熱應(yīng)力分析的理論算法 .航空計算技術(shù)學(xué)報， 20xx年 5 月，（第 3 期） . [9] 李樹杰， 劉偉， 李姝芝， 等． SiC 陶瓷與 Ni 基高溫合金連接件應(yīng)力的有限元分析［ J］． 粉末冶金材料科學(xué)與工程， 20xx， 17( 1) : 10 － 17． [10] 龍凱，賈長治，李寶峰等 .Patran20xx 與 Nastran20xx 有限元分析從入門到精通 .機(jī)械工業(yè)出版社 . [11] 龔垚 .大型客機(jī)座艙穩(wěn)態(tài)熱載荷計算 .南京： 南京航空航天大學(xué) . [12] 沈玲玲 .空天飛行器再入過程中關(guān)鍵熱結(jié)構(gòu)的熱分析 .西安： 西北工業(yè)大學(xué) 碩士學(xué)位論文 . [13] 練章華 .現(xiàn)代 CAE 技術(shù)與應(yīng)用教程， 20xx. [14] 閻彬 .結(jié)構(gòu) _熱耦合問題及結(jié)構(gòu)疲勞的可靠性分析方法研究 .西安： 西安電子科技大學(xué) . [15] 秦太驗、周喆、徐春暉 .有限單元法 .武漢理工大學(xué)畢業(yè)論文 27 致謝 本次畢業(yè)論文項 目的研究和論文撰寫工作是在我的老師劉立勝教授的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染了我。從課題的選擇到項目的最終完成，劉老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。每次遇到不懂的問題，劉老師總是耐心地給我講解，給予我指導(dǎo)，在此謹(jǐn)向劉老師致以崇高的敬意。 在此，我還要感謝劉翔師兄對我的指導(dǎo)，教會我使用 PATRAN 軟件的基本操作和處理相關(guān)問題的方法，正是由于劉翔師兄的指導(dǎo)和幫助，我才能從一竅不通直到熟練掌握這個軟件，完成熱應(yīng)力分析工作直至本文的順利完成。同時感 謝實驗室的其他師兄們的關(guān)懷和支持，給予我繼續(xù)下去的動力。 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意。感謝你們的陪伴和支持！