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。

主权项

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，材料参数按GH536合金给出，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OCr18Ni9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，按表2～4的内容再次进行计算，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。