基于有限元的发动机喷管模态分析

刘将辉 ，王东艺 ，何 勇 ，李 玲

（1.海军航空工程学院飞行器工程系，山东烟台 264001；2.海军驻常州地区航空军事代表室，江苏常州 213022；3.中航工业常州兰翔机械有限责任公司，江苏常州 213022）

基于有限元的发动机喷管模态分析

刘将辉1，王东艺2，何 勇2，李 玲3

（1.海军航空工程学院飞行器工程系，山东烟台 264001；2.海军驻常州地区航空军事代表室，江苏常州 213022；3.中航工业常州兰翔机械有限责任公司，江苏常州 213022）

某型发动机喷管在装机飞行时出现的小裂纹可能会引发严重的飞行事故。为了避免飞行事故的发生，基于有限元仿真技术，针对该型发动机喷管结构，建立计算模型。并对某喷管整体结构进行了自由振动和模态分析，获得了该喷管模型的多阶自振频率和模态。结果表明：分析值与实测值吻合较好。其中，在20阶振动频率之前，共振造成的破坏主要集中于前转接段，20阶以后，共振造成的破坏转移到喷管的端口位置。所得结果对于结构改进和避免事故的发生具有一定的参考价值和指导意义。

航空发动机；喷管；自由振动；模态分析

0 引言

喷管是发动机的关键部件之一，喷管在工作过程中既承受着高温热载又经受燃气冲刷及各种复杂的机械载荷。某型发动机在台架试车过程中，喷管没有发生过什么异常现象，结构性能一切都正常。在装机状态飞行的时候，喷管出现了小裂纹，喷管结构出现了破坏。由于飞行过程中振动剧烈，即使1个小小的裂纹也会逐渐扩大，最后变成大裂缝。……