Estudio de las características del flujo de fluidos y las propiedades mecánicas de los oleoductos de combustible de aviación soldadas a través del método de acoplamiento fluido-sólido
Autores: Guo, Changhong; Di, Mengran; Gong, Hanwen; Zhang, Jin; Sun, Shibo; Ye, Kehua; Li, Bin; Quan, Lingxiao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Estudio de las características del flujo de fluidos y las propiedades mecánicas de los oleoductos de combustible de aviación soldadas a través del método de acoplamiento fluido-sólido
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Tubería soldada
Acoplamiento fluido-sólido
Propiedades mecánicas
Zona de soldadura
Dimensiones microestructurales
Vibración aleatoria
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
La estructura de tuberías soldadas de combustible de aeronaves es una entidad compleja y diversa, influenciada significativamente por el acoplamiento fluido-sólido. El modelo refinado de tuberías soldadas de combustible de aviación desempeña un papel fundamental en la investigación de sus propiedades mecánicas de acoplamiento fluido-sólido. Sin embargo, los análisis mecánicos de tuberías con estructuras soldadas a menudo simplifican o ignoran la influencia de la zona de soldadura (WZ). En consecuencia, estos análisis no logran revelar las interacciones complejas entre las diferentes zonas de soldadura en detalle. En este estudio, se desarrolla un modelo de refinamiento de tuberías soldadas de combustible completo y preciso a través de la adquisición de dimensiones microestructurales y parámetros mecánicos de la zona de soldadura mediante inspección metalográfica y pruebas de microtracción. Además, se considera plenamente la influencia de los abrazaderas y soportes en condiciones de vuelo. Además, los resultados de la simulación numérica se comparan y verifican utilizando pruebas de vibración modal y aleatoria. Este documento aborda el impacto de diversas características del fluido en el campo de velocidad, el campo de presión y el estrés en diferentes áreas, y también realiza una investigación sobre las características de vibración aleatoria de la tubería. Los resultados demuestran que la presión y la velocidad del fluido ejercen una influencia considerable en el estado de flujo del fluido y la distribución del estrés estructural dentro de la tubería. Un aumento en la velocidad de flujo y una alteración en la geometría de la tubería resultarán en un cambio en la distribución de velocidad local, lo que a su vez afecta la distribución del campo de presión del fluido. Las tensiones más altas se observan en la zona de soldadura, particularmente en la unión entre la zona de soldadura y la zona afectada por el calor (HAZ). En contraste, las tensiones en la región de la curva exhiben una distribución corrugada en ambas direcciones, axial y circunferencial. Un aumento en la presión del fluido tiene un impacto significativo en la frecuencia natural de la tubería. Este estudio mejora nuestra comprensión de las propiedades mecánicas de las líneas de combustible de aeronaves con acoplamiento fluido-sólido y proporciona una base y orientación para el diseño óptimo de líneas soldadas de combustible.
Descripción
La estructura de tuberías soldadas de combustible de aeronaves es una entidad compleja y diversa, influenciada significativamente por el acoplamiento fluido-sólido. El modelo refinado de tuberías soldadas de combustible de aviación desempeña un papel fundamental en la investigación de sus propiedades mecánicas de acoplamiento fluido-sólido. Sin embargo, los análisis mecánicos de tuberías con estructuras soldadas a menudo simplifican o ignoran la influencia de la zona de soldadura (WZ). En consecuencia, estos análisis no logran revelar las interacciones complejas entre las diferentes zonas de soldadura en detalle. En este estudio, se desarrolla un modelo de refinamiento de tuberías soldadas de combustible completo y preciso a través de la adquisición de dimensiones microestructurales y parámetros mecánicos de la zona de soldadura mediante inspección metalográfica y pruebas de microtracción. Además, se considera plenamente la influencia de los abrazaderas y soportes en condiciones de vuelo. Además, los resultados de la simulación numérica se comparan y verifican utilizando pruebas de vibración modal y aleatoria. Este documento aborda el impacto de diversas características del fluido en el campo de velocidad, el campo de presión y el estrés en diferentes áreas, y también realiza una investigación sobre las características de vibración aleatoria de la tubería. Los resultados demuestran que la presión y la velocidad del fluido ejercen una influencia considerable en el estado de flujo del fluido y la distribución del estrés estructural dentro de la tubería. Un aumento en la velocidad de flujo y una alteración en la geometría de la tubería resultarán en un cambio en la distribución de velocidad local, lo que a su vez afecta la distribución del campo de presión del fluido. Las tensiones más altas se observan en la zona de soldadura, particularmente en la unión entre la zona de soldadura y la zona afectada por el calor (HAZ). En contraste, las tensiones en la región de la curva exhiben una distribución corrugada en ambas direcciones, axial y circunferencial. Un aumento en la presión del fluido tiene un impacto significativo en la frecuencia natural de la tubería. Este estudio mejora nuestra comprensión de las propiedades mecánicas de las líneas de combustible de aeronaves con acoplamiento fluido-sólido y proporciona una base y orientación para el diseño óptimo de líneas soldadas de combustible.