【導讀】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。關學位論文管理部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。隨著經濟社會的飛速發(fā)展，當代對大型客機，運輸機的需求越發(fā)強烈。機方面的自主研發(fā)遠遠不如歐美的水平，今年來，我國對這方面的研究越來越深入。的應力分析是個相當復雜的過程，精度要求相當高。越來越多的研究發(fā)現(xiàn)熱應力分析是十。本文是大飛機中機身熱分析課題的熱應力分析部分。研究飛機起飛、巡航到降落的一。系列飛行過程中，九個不同階段溫度場下，機身中段的熱應力情況。本次熱應力分析計算采用軟件進行處理。料參數(shù)以及單元屬性，完成結構分析模型的轉化。探索結構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果的可靠性進行驗證。設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 ? 起落架運行，機 輪及起落架系統(tǒng)的散熱，由熱通量輸入考慮 ? 艙內局部通風，溫度由恢復溫度確定考慮對流換熱 12:00~12:10 S12 部分 S31 部分 武漢理工大學畢業(yè)論文 21 階段五 5 爬升至海拔 22500 英尺 起落架艙門關閉，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 組件開始關閉 12:23~12:33 S12 部分 武漢理工大學畢業(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 12:33~19:02 S12 部分 S31 部分 武漢理工大學畢業(yè)論文 23 階段八 8 下降至海拔 20xx 英尺 飛機進入降落階段 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溫度 19:28~19:33 S12 部分 武漢理工大學畢業(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，應力值先逐漸變大，在第七階段達到最大值，隨后又逐漸減小，回到初始值。 在第七階段，應力最大值發(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，應力值達到了 260 Mpa。對于這個點，在進一步設計時要進行加強，或者 改善此處的傳熱情況，避免溫度梯度過大。 武漢理工大學畢業(yè)論文 25 第 6 章 總結與展望 本次機身中段的熱應力分析 項目中，在熱分析模型的基礎上，將模型轉換為結構分析模型，并加載溫度場以得到機身熱應力場是任務的全部內容。模型轉化要做如下的工作： 查找材料的力學性能參數(shù)； 確定單元的屬性： 將材料參數(shù)和單元屬性對應地賦給單元； 添加節(jié)點和單元以解決結構的不連續(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。在進行結構計算時，結構經常提示結構存在不連續(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)報錯文件的提示進行 修改。經過反復修改之后，我深有體會，結構模型的建立一定要有規(guī)劃地進行，任何一個單元或節(jié)點的丟失都意味著繁重的查找、修補、試算再重新查找的反復工作。 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果。但是一般的工程中，熱分析網格往往要較結構分析網格更加稀疏，若直接采用熱分析網格進行結構計算會出現(xiàn)結構的不連續(xù)性問題。我嘗試著將熱分析結果以 .XDB 文件的格式讀取到結構分析模型中，發(fā)現(xiàn)模型上可以顯示溫度場結果，但在形成溫度場進行線 性插值時（結構模型上某些節(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格的基礎上進行。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行修改，重新賦予單元屬性和材料參數(shù)，由于網格的稀疏性問題，結構的不連續(xù)是后期工作的主要問題。此次工作，我得到的最大體會是：熱分析模型和結構分析之間要有嚴格的對應關系，節(jié)點坐標，節(jié)點號要嚴格地一一對應。 此次熱應力分析工 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行研究工作的耐心。 武漢理工大學畢業(yè)論文 26 參考文獻 [1] 張興娟 ,楊春信 ,袁修干 .大飛機乘員艙熱載荷的工程估算方法 [J].北京航空航天大學學報 ,20xx,(第 12 期 ). [2] 李楠 ,程湛 .大型客機動態(tài)熱載荷仿真計算軟件 [J].民用飛機設計與研究 ,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力分析［ D］．沈陽 :東北大學， 20xx． [8] 張肖肖，成竹，任青梅，秦強 .緊固件連接部位熱應力分析的理論算法 .航空計算技術學報， 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力的有限元分析［ J］． 粉末冶金材料科學與工程， 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 .機械工業(yè)出版社 . [11] 龔垚 .大型客機座艙穩(wěn)態(tài)熱載荷計算 .南京： 南京航空航天大學 . [12] 沈玲玲 .空天飛行器再入過程中關鍵熱結構的熱分析 .西安： 西北工業(yè)大學 碩士學位論文 . [13] 練章華 .現(xiàn)代 CAE 技術與應用教程， 20xx. [14] 閻彬 .結構 _熱耦合問題及結構疲勞的可靠性分析方法研究 .西安： 西安電子科技大學 . [15] 秦太驗、周喆、徐春暉 .有限單元法 .武漢理工大學畢業(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懷和悉心指導下完成的。他嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，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心的指導和不懈的支持。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，在此謹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，教會我使用 PATRAN 軟件的基本操作和處理相關問題的方法，正是由于劉翔師兄的指導和幫助，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，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、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！