了得網工業技術_飛機管道繫統動強度可靠性分析與優化設計

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《飛機管道繫統動強度可靠性分析與優化設計》可供高等院校飛機液壓／燃油繫統設計、管道結構優化設計、動力學可靠性分析等專業的高年級本科生、研究生和教師使用，也可供相關專業的研究人員和工程技術人員參考。

內容簡介

《飛機管道繫統動強度可靠性分析與優化設計》介紹了課題組在飛機管道繫統方面的*研究成果，研究的重點主要集中在管道繫統的動強度分析與優化設計。首先研究了多跨、變截面、曲管以及復雜管路繫統的建模方法；考慮流固耦合效應的飛機輸流管道的動響應分析方法，包括傳遞矩陣法、伽遼金法、波動法、動剛度法等，分析了流速、壓力、約束等對管道動力學特性的影響；其次探討了輸流管道以及復雜管道結構的抗共振可靠性及其靈敏度分析方法；給出了飛機管路繫統的壓力脈動計算及其可靠性評估方法，為分析液壓繫統的安全性評估提供了新的手段；研究了外場振動環境下復雜管路繫統的振動特性以及基於首超準則和疲勞累積準則下的動強度可靠性評估方法，確定管道繫統的薄弱環節及其指定壽命下的可靠度。再次研究了通過卡箍位置優化設計實現飛機管路繫統的整體動態性能*的計算方法和並給出了實例。最後，介紹了課題組自主開發的飛機管道繫統動強度分析與優化設計軟件DSRAP的界面和使用。

作者簡介

前言
第1章輸流管道動力學的假定和模型1
1.1 幾個假定1
1.1.1 理想流體力學基礎1
1.1.2 Euler梁?Timoshenko梁模型2
1.2 管道動力學模型3
1.2.1 基於Euler梁的動力學模型3
1.2.2 基於Timoshenko梁的動力學模型4
1.2.3 基於Euler梁的非均勻流管道的動力學模型6
參考文獻8
第2章輸流管道動力學分析方法9
2.1 傳遞矩陣法9
2.1.1 傳遞矩陣的推導9
2.1.2 輸流管道動力分析描述10前言
第1章輸流管道動力學的假定和模型1
1.1 幾個假定1
1.1.1 理想流體力學基礎1
1.1.2 Euler梁?Timoshenko梁模型2
1.2 管道動力學模型3
1.2.1 基於Euler梁的動力學模型3
1.2.2 基於Timoshenko梁的動力學模型4
1.2.3 基於Euler梁的非均勻流管道的動力學模型6
參考文獻8
第2章輸流管道動力學分析方法9
2.1 傳遞矩陣法9
2.1.1 傳遞矩陣的推導9
2.1.2 輸流管道動力分析描述10
2.1.3 算例分析12
2.-伽遼金法13
2.2.1 振動方程的伽遼金形式13
2.2.2 輸流管道的固有頻率16
2.2.3 輸流管道固有頻率簡化及應用19
2.3 伽遼金-模態法23
2.3.1 伽遼金-模態法理論及過程23
2.3.2 臨界流速?臨界壓強和臨界簡支長度25
2.3.3 兩端簡支管道的固有頻率影響因素分析26
2.3.4 懸臂管道?兩端固支管道的固有頻率29
2.4 波動法31
2.4.1 流固耦合振動的波傳播模型推導31
2.4.2 波沿管道的傳播以及在邊界處的反射32
2.4.3 懸臂管道固有頻率計算的波動方法34
2.4.4 算例35
2.5 動剛度法39
2.5.1 參數譜形式39
2.5.2 動剛度矩陣42
2.5.3 算例43
2.5.4 瞬態響應分析48
參考文獻55
第3章多支承激勵下輸流管道動態特性分析56
3.1 支承激勵下輸流管道的頻率分析56
3.1.1 支承簡諧激勵下輸流管道的自由振動方程56
3.1.2 頻率方程和臨界參數的圖形法57
3.2 支承剛度和接頭對輸流管道振動特性的影響61
3.2.1 支承剛度對管道繫統的振動特性分析61
3.2.2 帶接頭管道的動態特性分析66
3.3 雙跨輸流管道的振動特性71
3.3.1 雙跨簡支梁的模態振型71
3.3.2 兩跨管道繫統振動方程及其求解72
3.3.3 支承特性對雙跨管道固有頻率的影響75
3.4 多跨輸流管道振動特性77
3.4.1 波在中間支撐處的反射和透射77
3.4.2 多跨管道振動的波動模型78
3.4.3 兩端簡支管道的臨界流速80
3.4.4 多跨管道的固有頻率81
參考文獻82
第4章輸流曲管振動的波動方法研究84
4.1 管內流體加速度的推導84
4.2 軸線不可伸輸液曲管動力方程86
4.2.1 受力86
4.2.2 受力87
4.2.3 曲管振動方程88
4.3 軸線不可伸曲管固有頻率分析89
4.3.1 軸線不可伸曲管固有頻率計算89
4.3.2 軸線不可伸曲管固有頻率算例91
4.4 軸線可伸曲管動力方程93
4.5 軸線可伸曲管固有頻率分析94
4.5.1 軸線可伸曲管固有頻率計算94
4.5.2 軸線可伸曲管固有頻率算例97
參考文獻98
第5章飛機液壓源管道繫統的壓力脈動可靠性99
5.1 飛機液壓源管道繫統99
5.2 單管道的傳輸方程101
5.2.1 流體載體四端口模型101
5.2.2 直管傳輸動力學方程102
5.3 復件的傳遞函數104
5.3.1 傳遞函數分析法104
5.3.2 油泵105
5.3.3 溢流閥106
5.3.4 蓄壓器106
5.4 典型液壓源繫統的壓力脈動特性108
5.4.1 典型液壓源繫統組成108
5.4.2 終端脈動幅值特征108
5.5 壓力脈動可靠性分析的擬靜力法112
5.5.1 靜態模擬113
5.5.2 動態模型113
5.5.3 動力可靠性的擬靜方法114
5.5.4 壓力脈動可靠性117
5.6 壓力脈動可靠性的動態評估方法118
5.6.1 首超破壞機制119
5.6.2 疲勞累積破壞機制120
參考文獻122
第6章飛機管道繫統的參數靈敏度與共振可靠性124
6.1 固有頻率的隨機特性分析124
6.1.1 隨機攝動法的應用124
6.1.2 充液管道的固有頻率隨機性125
6.2 共振可靠度128
6.2.1 正態分布形式128
6.2.2 一般分布形式128
6.2.3 四階矩法129
6.2.4 算例131
6.3 共振可靠性靈敏度133
6.3.1 隨機攝動法133
6.3.2 伽遼金法134
6.3.3 蒙特卡羅法135
6.3.4 飛機管道結構模態靈敏度分析135
6.4 復雜管道繫統的靈敏度及共振可靠性137
6.4.1 復雜管道繫統的建模方法137
6.4.2 液壓管道繫統的模態特性141
6.4.3 飛機液壓管道固有頻率的隨機性分析143
6.4.4 液壓管道繫統頻率靈敏度結果144
參考文獻145
第7章基於首超機制的管道動強度可靠性分析147
7.1 飛機結構的動強度失效147
7.2 支承激勵下結構的振動響應148
7.2.1 動力學方程148
7.2.2 頻率響應函數149
7.3 飛機管道繫統的隨機動響應150
7.3.1 機體振動載荷的隨機性150
7.3.2 平穩隨機振動響應的統計特征量151
7.3.3 基礎隨機激勵的處理152
7.3.4 的應力輸出153
7.3.5 管道繫統隨機振動響應結果153
7.4 結構的動力可靠性159
7.4.1 動強度破壞模式160
7.4.2 平穩隨機過程160
7.5 基於首次超越破壞機制的動強度可靠性161
7.5.1 安全界限162
7.5.2 交差分析163
7.5.3 泊松過程假設下的可靠度165
7.5.4 液壓管道繫統的動強度可靠性分析166
參考文獻170
第8章基於疲勞破壞累積機制的管道動強度可靠性分析171
8.1 概述171
8.2 隨機振動疲勞問題的處理方法172
8.2.1 靜態方法處理隨機振動疲勞172
8.2.2 動態疲勞問題的處理方法173
8.2.3 三區間法173
8.3 基於疲勞累積破壞機制的動力可靠性174
8.4 管道的疲勞累積可靠性分析177
參考文獻179
第9章飛機壓力管道繫統的動強度可靠性優化設計180
9.1 結構優化理論181
9.1.1 結構優化問題的數學描述181
9.1.2 動強度可靠性約束182
9.1.3 動強度可靠性優化流程182
9.2 基於首超可靠度的管道優化設計183
9.2.1 模型183
9.2.2 優化變量184
9.2.3 結果與討論185
9.3 基於疲勞可靠度的管道優化設計191
9.3.1 改進粒子群算法191
9.3.2 優化模型193
9.3.3 結果與討論194
9.4 管道繫統卡箍位置動力靈敏度與優化設計195
9.4.1 卡箍位置的動力靈敏度196
9.4.2 卡箍位置的動力學優化設計197
9.4.3 算例198
參考文獻205
第10章飛機管道繫統的動強度可靠性分析及優化軟件207
10.1 軟件的基本介紹207
10.1.1 軟件描述207
10.1.2 軟件的功能需求分析207
10.2 DSRAP軟件結構框架設計209
10.2.1 數據傳輸框架209
10.2.2 整體模塊結構設計209
10.2.3 前處理模塊211
10.2.4 分析模塊212
10.2.5 優化設計模塊214
10.2.6 後處理模塊215
10.3 DSRAP的使用簡介215
10.3.1 軟件界面215
10.3.2 管道繫統建模220
10.3.3 分析226
10.3.4 優化設計232
10.3.5 後處理232

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