一种高温空气管路的热补偿设计方法

标题：一种高温空气管路的热补偿设计方法

摘要：一种高温空气管路的热补偿设计方法，使用UG?NX商用软件在其机械管线布置模块下，建立一个包含7种数学变量的管路几何模型，通过有限元分析软件ANSYS，进行前处理，料参数按GH536给出，其中弹性模量E=187GPa，泊松比μ=0.3，采用边界条件施加位移边界条件和温度场载荷，计算得到管路的应力情况，调整管路布置路径，按2～4条内容再次进行计算，得到新的计算结果；最大应力值小于材料的屈服极限，屈服强度储备系数大于1.5，满足设计要求。本发明的优点：本发明所述的高温空气管路的热补偿设计方法，设计高温空气管路，提高设计的合理性，保证高温空气管路满足发动机长寿命和高可靠性。

申请号：CN201310382006.5

申请日：2013/8/28

申请人：中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所

首项权利要求：1.一种高温空气管路的热补偿设计方法，其特征在于：所述的高温空气管路的热补偿设计方法，使用UG NX商用软件在其机械管线布置模块下，建立一个包含7种数学变量的管路几何模型，保存为*.prt格式文件；各数学变量的定义见表1；
利用UG NX软件的格式转换功能生成*.x_ t格式文件；
利用有限元分析软件ANSYS调用*.x_ t文件，生成*.db格式文件；
通过有限元分析软件ANSYS读取*.db格式文件，进行前处理，料参数按GH536给出，其中弹性模量E=187GPa，泊松比μ=0.3，线膨胀系数见表2，然后采用表3所列的边界条件施加位移边界条件和温度场载荷，计算得到管路的应力情况，见表4；
表2材料0Cr18Ni9的线膨胀系数
θ/℃20～10020～20020～30020～40020～50020～60020～700α/10-6℃-112.112.513.414.014.314.815.5
表3边界条件
表4管路应力值及屈服强度储备系数
由表4可知，管路的最大应力超过了材料的屈服极限，此种管路路径的布置不满足要求；因此，需要对各数学变量进行调整；在管路起点、终点位置及导管直径确定的情况下，需对以下变量进行调整：
——导管的弯曲数量，K值
——导管弯曲角度，A值
——相邻两个弯角之间的直线段长度，L值；
调整完管路布置路径后，按2～4条内容再次进行计算，得到新的计算结果，见表5；
表5管路应力值及屈服强度储备系数
管路最大应力值小于材料的屈服极限，屈服强度储备系数大于1.5，满足设计要求。

专利类型：发明申请