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高空模拟状态下长焦距低压涡轮转子叶片温度场测试
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作者 赵飞 徐春雷 闻泽智 《航空发动机》 北大核心 2025年第1期146-150,共5页
为验证发动机叶片冷却设计效果,提高发动机寿命及可靠性,开展了高空模拟状态下低压涡轮转子叶片表面温度场测试技术研究。基于辐射测温原理,设计了一种长焦距、可变测量角度的光学高温计探头,并在此基础上进行了测试改装方案设计、冷却... 为验证发动机叶片冷却设计效果,提高发动机寿命及可靠性,开展了高空模拟状态下低压涡轮转子叶片表面温度场测试技术研究。基于辐射测温原理,设计了一种长焦距、可变测量角度的光学高温计探头,并在此基础上进行了测试改装方案设计、冷却气源系统设计、光学高温计标定及涡轮叶片发射率测量,在不改变发动机结构的情况下成功实现了高空模拟环境下发动机中间状态低压涡轮转子叶片表面温度测试,获取了低压涡轮转子叶片尾缘及叶背的温度场分布数据。结果表明:涡轮叶片尾缘温度高于叶背温度;最高温度位于尾缘中间偏上位置;同一截面位置每个叶片温度无明显差异;随着距离发动机轴线半径逐渐减小,涡轮叶片各截面径向平均温度逐渐降低。 展开更多
关键词 低压涡轮转子叶片 温度场 温度测试 高空模拟条件 航空发动机
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某涡轮转子叶片新型冷却结构设计及试验验证
2
作者 郝旭生 薛树林 +2 位作者 李亚雄 孙德芹 杨卫华 《山东工业技术》 2024年第6期3-8,共6页
针对某航空发动机涡轮转子叶片,本文设计了一种新型冷却结构,进行了中温中压条件下冷却效果试验,并与采用成熟冷却结构的叶片冷却效果进行了对比。结果表明:新型冷却结构的平均冷却效果能够满足实际工作状态下叶片冷却设计要求。在流量... 针对某航空发动机涡轮转子叶片,本文设计了一种新型冷却结构,进行了中温中压条件下冷却效果试验,并与采用成熟冷却结构的叶片冷却效果进行了对比。结果表明:新型冷却结构的平均冷却效果能够满足实际工作状态下叶片冷却设计要求。在流量比0.02至0.046范围内,相同流量比下,其平均冷却效果高于某成熟冷却结构,在发动机设计点状态,其平均冷效较成熟冷却结构提高约10.5%,且各冷却单元尺寸满足铸造和机加工艺要求,设计方案合理可行,本文结果可以为转子叶片冷却结构设计提供参考。 展开更多
关键词 航空发动机 涡轮转子叶片 冷却结构 冷却效果 试验验证
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航空发动机单晶高温合金涡轮转子叶片增材修复技术研究进展
3
作者 秦仁耀 曲致奇 +3 位作者 陈冰清 孙兵兵 张学军 张国会 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1-14,共14页
单晶高温合金涡轮转子叶片是航空发动机的核心热端部件之一,对航空发动机的推力和性能具有决定作用,其服役损伤增材修复技术是航空装备特种加工领域最具挑战的工作之一。本文系统梳理了航空发动机单晶高温合金涡轮转子叶片的增材修复工... 单晶高温合金涡轮转子叶片是航空发动机的核心热端部件之一,对航空发动机的推力和性能具有决定作用,其服役损伤增材修复技术是航空装备特种加工领域最具挑战的工作之一。本文系统梳理了航空发动机单晶高温合金涡轮转子叶片的增材修复工艺方法及其应用进展;针对单晶合金增材修复中易产生的热裂纹缺陷问题,从热裂纹形成机理、关键影响因素和控制措施等角度进行了归纳;总结了单晶合金增材修复组织及性能的研究进展。在此基础上,展望了单晶高温合金涡轮转子叶片增材修复的未来发展方向,指出单晶合金修复专用合金材料成分设计、新工艺开发和基于深度学习的多目标协同优化是此领域未来的重要研究方向。 展开更多
关键词 单晶高温合金 涡轮转子叶片 航空发动机 增材修复 热裂纹 杂晶
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航空发动机高压涡轮转子轴向位移径向测量技术研究
4
作者 张龙 赵天驰 周笑阳 《测控技术》 2024年第2期80-84,共5页
为解决航空发动机高压涡轮转子轴向位移测量难题,提出了一种轴向位移径向测量的方法。通过该方法,建立了轴向位移与径向测量参数的关系模型;研制了轴向位移专用校准装置并设计了轴向位移校准方法;构建了一套耐高温轴向位移径向测量系统... 为解决航空发动机高压涡轮转子轴向位移测量难题,提出了一种轴向位移径向测量的方法。通过该方法,建立了轴向位移与径向测量参数的关系模型;研制了轴向位移专用校准装置并设计了轴向位移校准方法;构建了一套耐高温轴向位移径向测量系统,该系统采用耐高温测量探头,满足航空发动机整机测试环境和结构特点的测量要求;完成了测量系统整机试验验证,在地面试验过程中进行高压涡轮转子轴向位移测量,得到轴向位移随发动机转速的变化规律。 展开更多
关键词 航空发动机 高压涡轮转子 轴向位移 径向测量 试验
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低压涡轮转子WFL车铣复合加工工艺研究
5
作者 孙维民 《现代制造技术与装备》 2024年第5期121-123,共3页
针对低压涡轮转子现存问题,在数控加工工艺性分析的基础上,对车铣复合数控加工关键技术进行相关研究。首先,对低压涡轮转子的工艺性进行分析;其次,研究加工中的难点;最后,对于加工中出现的问题给出相应的解决方案,包括程序优化、工装改... 针对低压涡轮转子现存问题,在数控加工工艺性分析的基础上,对车铣复合数控加工关键技术进行相关研究。首先,对低压涡轮转子的工艺性进行分析;其次,研究加工中的难点;最后,对于加工中出现的问题给出相应的解决方案,包括程序优化、工装改进、机加工过程中的变形控制等,以期为相关人员提供参考与借鉴。 展开更多
关键词 低压涡轮转子 车铣复合加工 工艺研究
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涡轮转子多尺寸装配可靠性优化分析 被引量:6
6
作者 费成巍 白广忱 +2 位作者 范觉超 赵合阳 白斌 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第1期15-18,共4页
为了对航空发动机涡轮转子装配间隙进行优化分析,利用结构可靠性理论对涡轮转子多尺寸装配可靠性进行分析。选取涡轮转子的多个装配关键点,结合蒙特卡洛和装配尺寸链方法,对这些关键点的尺寸进行可靠性计算分析,并针对未达到设计要求的... 为了对航空发动机涡轮转子装配间隙进行优化分析,利用结构可靠性理论对涡轮转子多尺寸装配可靠性进行分析。选取涡轮转子的多个装配关键点,结合蒙特卡洛和装配尺寸链方法,对这些关键点的尺寸进行可靠性计算分析,并针对未达到设计要求的尺寸进行公差修正。结果显示通过公差修正可以提高装配的可靠度和达到满足设计要求,证明了该优化方法的可行性和有效性。 展开更多
关键词 航空发动机 涡轮转子 可靠性分析 装配尺寸链
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航空发动机低压涡轮转子连接螺栓预紧力分析 被引量:6
7
作者 高希光 宋迎东 +2 位作者 朱如鹏 孙志刚 胡绪腾 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2011年第4期543-547,共5页
螺栓连接是航空发动机常用的结构形式之一,预紧力的计算是螺栓结构设计的重要步骤。笔者基于有限元法发展了涡轮转子连接螺栓的预紧力确定方法。首先应用线弹性叠加原理建立了综合考虑紧度裕度和强度裕度的预紧力准则,然后建立涡轮转子... 螺栓连接是航空发动机常用的结构形式之一,预紧力的计算是螺栓结构设计的重要步骤。笔者基于有限元法发展了涡轮转子连接螺栓的预紧力确定方法。首先应用线弹性叠加原理建立了综合考虑紧度裕度和强度裕度的预紧力准则,然后建立涡轮转子的循环对称三维有限元模型,施加载荷并计算出螺栓的最大松弛力和最大压紧力,最后根据准则确定了连接螺栓的预紧力。计算结果表明,由载荷引起的压紧力和松弛力与初始预紧力大小无关,从而证明了笔者应用线弹性叠加原理的合理性。 展开更多
关键词 航空发动机 低压涡轮转子 连接螺栓 预紧力计算方法 有限元分析
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涡轴发动机动力涡轮转子高速动平衡技术研究 被引量:25
8
作者 邓旺群 高德平 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期669-675,共7页
针对动力涡轮转子空心、薄壁、大长径比、带弹性支承和挤压油膜阻尼器、内置测扭基准轴的结构特点,提出了一种改进的"多转速、多平面、分步平衡"的方法,设计了一组精密平衡卡箍,建立了一套涡轴发动机动力涡轮转子高速动平衡... 针对动力涡轮转子空心、薄壁、大长径比、带弹性支承和挤压油膜阻尼器、内置测扭基准轴的结构特点,提出了一种改进的"多转速、多平面、分步平衡"的方法,设计了一组精密平衡卡箍,建立了一套涡轴发动机动力涡轮转子高速动平衡的平衡步骤和平衡工艺,给出了动力涡轮转子的平衡判定准则,在全转速范围内进行了动力涡轮转子的高速动平衡,最高平衡转速大于20,000r/min。所建立的平衡方法和工艺已应用于某型涡轴发动机动力涡轮转子的高速动平衡,效果良好。 展开更多
关键词 滑轮轴承发动机 动平衡技术 动力涡轮转子 平衡卡箍 临界转速
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涡轴发动机动力涡轮转子动力特性研究 被引量:19
9
作者 邓旺群 高德平 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期717-722,共6页
应用有限元方法建立了某新型涡轴发动机动力涡轮转子动力特性的计算模型,对转子在不同情况下的动力特性——临界转速、振型和不平衡响应分别进行了系统的计算分析,得到了转子的前5阶临界转速、前5阶主振型和前两阶不平衡响应曲线,并计... 应用有限元方法建立了某新型涡轴发动机动力涡轮转子动力特性的计算模型,对转子在不同情况下的动力特性——临界转速、振型和不平衡响应分别进行了系统的计算分析,得到了转子的前5阶临界转速、前5阶主振型和前两阶不平衡响应曲线,并计算了平衡卡箍对转子动力特性的影响。试验表明:计算模型能真实反映转子的动力特性。研究结果为转子的后续高速动平衡试验提供了参考和依据。 展开更多
关键词 航空发动机 有限元方法 涡轮轴发动机 涡轮转子 动力特性
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低惯量涡轮转子结构设计与优化 被引量:7
10
作者 张乘齐 黄文周 +3 位作者 刘学伟 潘容 周江锋 杨军刚 《燃气涡轮试验与研究》 北大核心 2013年第4期33-36,50,共5页
论述了低惯量涡轮转子结构设计的特点和要求。在发动机载荷条件下,开展了带双辐板涡轮盘的低惯量涡轮转子结构设计研究。特别是针对双辐板涡轮盘结构及其连接结构的设计特点,进行了经验设计、结构拓扑优化和形状优化。对优化得到的两种... 论述了低惯量涡轮转子结构设计的特点和要求。在发动机载荷条件下,开展了带双辐板涡轮盘的低惯量涡轮转子结构设计研究。特别是针对双辐板涡轮盘结构及其连接结构的设计特点,进行了经验设计、结构拓扑优化和形状优化。对优化得到的两种双辐板涡轮盘结构形式进行了对比分析,并对焊接的双辐板涡轮盘结构的制造工艺进行了简要分析。结果表明,低惯量涡轮转子采用双辐板涡轮盘结构可行,能有效减轻涡轮盘质量,降低转子热惯性和机械惯性。 展开更多
关键词 航空发动机 低惯量涡轮转子 双辐板涡轮 结构设计 拓扑优化 形状优化
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基于遥测技术的发动机涡轮转子叶片动应力测量 被引量:14
11
作者 李仙丽 罗乘川 +1 位作者 安奕忱 王晓君 《燃气涡轮试验与研究》 北大核心 2014年第6期53-56,共4页
根据某型发动机涡轮叶片动应力测量试验要求,提出了一种基于遥测技术的高温动应力测量系统方案,并重点介绍了测量系统组成、工作原理及系统标定。利用该测量系统,成功获取了发动机涡轮叶片动应力数据。整个试验过程中,遥测系统工作正常... 根据某型发动机涡轮叶片动应力测量试验要求,提出了一种基于遥测技术的高温动应力测量系统方案,并重点介绍了测量系统组成、工作原理及系统标定。利用该测量系统,成功获取了发动机涡轮叶片动应力数据。整个试验过程中,遥测系统工作正常,表现出良好的冷却效果、电源稳定性和信号频率跟随性。试验结果表明,该型发动机在特定转速区间内存在窄频带共振,振幅水平较高,具有明显的破坏性,结果可信。 展开更多
关键词 航空发动机 涡轮转子叶片 动应力测量 遥测技术 高温应变 动态标定
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基于四孔压力探针技术的涡轮转子出口流场测量 被引量:6
12
作者 熊兵 陈洪敏 +1 位作者 文璧 张晓东 《燃气涡轮试验与研究》 北大核心 2012年第B12期6-10,60,共6页
利用位移机构移动四孔压力探针,对小展弦比涡轮转子出口不同试验状态下的流场进行了测量。试验前对四孔压力探针进行了标定,试验中利用同步锁相技术进行数据采集,采用等相位平均法进行数据处理,再通过插值算法对探针压力数据做进一步处... 利用位移机构移动四孔压力探针,对小展弦比涡轮转子出口不同试验状态下的流场进行了测量。试验前对四孔压力探针进行了标定,试验中利用同步锁相技术进行数据采集,采用等相位平均法进行数据处理,再通过插值算法对探针压力数据做进一步处理,准确得到了转子出口具有周期特性的马赫数、偏转角、俯仰角、总压、静压、速度等流场参数。测量结果清楚表明:泄漏流区域的速度低,对应的相对总压小,损失大;间隙大时,泄漏流显著,导致气流亏转,对应的静压高,膨胀程度小于主流。 展开更多
关键词 涡轮转子流场测量 同步锁相 泄漏流 压力探针 叶尖间隙
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DD6镍基单晶涡轮转子叶片失效分析 被引量:11
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作者 胡霖 佟文伟 +1 位作者 高志坤 韩振宇 《航空发动机》 2016年第4期81-86,共6页
为了排除某航空发动机DD6镍基单晶高温合金涡轮转子叶片在室温振动试验中发生的裂纹故障,对故障叶片进行了外观检查、断口分析、表面检查、解剖检查、化学成分分析、金相检查、应力分布计算及热模拟试验,确定了故障叶片裂纹的性质和产... 为了排除某航空发动机DD6镍基单晶高温合金涡轮转子叶片在室温振动试验中发生的裂纹故障,对故障叶片进行了外观检查、断口分析、表面检查、解剖检查、化学成分分析、金相检查、应力分布计算及热模拟试验,确定了故障叶片裂纹的性质和产生原因。结果表明:涡轮转子叶片裂纹为高周疲劳裂纹,叶片局部区域存在异常的γ′筏排组织是导致该叶片产生早期疲劳开裂的主要原因,且附近区域腐蚀过重及结构上处于应力集中区,也促进了疲劳裂纹的萌生及扩展。针对这些故障,建议优化叶片结构并对腐蚀检查进行严格监控,防止出现γ′筏排组织及腐蚀过重现象,从而避免此类故障再次发生。 展开更多
关键词 DD6镍基单晶 涡轮转子叶片 γ′筏排组织 故障分析 航空发动机
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某型发动机涡轮转子前、后挡板连接螺钉松动故障分析 被引量:4
14
作者 黄庆南 杨养花 +1 位作者 申秀丽 李鑫 《航空发动机》 2004年第4期45-47,共3页
简要介绍了某型发动机低压涡轮转子前、后挡板连接螺钉在研制过程中松动的故障现象和特点 ,分析了故障原因 ,采取改进螺钉。
关键词 涡轮转子 低压涡轮 松动故障 发动机 故障原因 故障现象 螺钉 分析 有效措施 改进
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GH4169合金氢氧涡轮转子的疲劳性能和表面质量的研究 被引量:1
15
作者 杜金辉 庄景云 +2 位作者 邓群 李树祺 李文成 《钢铁》 CAS CSCD 北大核心 1998年第8期47-49,共3页
研究了晶间腐蚀对GH4169涡轮转子疲劳性能的影响,同时对电化铣后产生的叶片表面花纹现象进行了探究,并提出了改进措施。结果表明,晶间腐蚀可降低涡轮转子的疲劳性能,叶片表面花纹是由于严重的晶间腐蚀沟槽和叶片表面晶粒的不... 研究了晶间腐蚀对GH4169涡轮转子疲劳性能的影响,同时对电化铣后产生的叶片表面花纹现象进行了探究,并提出了改进措施。结果表明,晶间腐蚀可降低涡轮转子的疲劳性能,叶片表面花纹是由于严重的晶间腐蚀沟槽和叶片表面晶粒的不均匀脱落造成的,磨粒流工序可有效地消除叶片表面花纹及严重的晶间腐蚀沟槽。 展开更多
关键词 疲劳性能 表面质量 氢氧涡轮转子 高温合金 火箭
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带轴涡轮转子在立式超速试验台上的超速试验 被引量:4
16
作者 吴荣仁 李勤 +1 位作者 洪伟荣 宣海军 《化工机械》 CAS 2002年第1期8-10,共3页
对带轴涡轮转子提供了可行的试验处理方法 。
关键词 立式超速试验台 带轴涡轮转子 悬挂装置 船用增压器
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涡轴发动机动力涡轮转子平衡状态影响因素试验研究 被引量:3
17
作者 邓旺群 王桢 +1 位作者 周扬 杨海 《航空发动机》 2012年第6期48-52,共5页
以完成高速动平衡试验并满足平衡判据要求的某涡轴发动机动力涡轮转子为研究对象,对影响转子平衡状态的2个因素(传动轴和输出轴之间的花键配合、支承输出轴组件和动力涡轮转子的2个支座之间的不对中)开展了系统的试验研究。研究结果表明... 以完成高速动平衡试验并满足平衡判据要求的某涡轴发动机动力涡轮转子为研究对象,对影响转子平衡状态的2个因素(传动轴和输出轴之间的花键配合、支承输出轴组件和动力涡轮转子的2个支座之间的不对中)开展了系统的试验研究。研究结果表明:改变花键的配合状态或2个支座之间的不对中程度,由4个位移传感器实测的动力涡轮转子在临界转速和额定工作转速下的转子挠度经高速动平衡后均发生了明显变化,说明这2个因素对转子的平衡状态均有较大影响。 展开更多
关键词 涡轴发动机 动力涡轮转子 平衡状态 影响因素 航空发动机
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基于热弹耦合的涡轮转子瞬态热冲击研究 被引量:1
18
作者 徐宁 王庆超 +1 位作者 刘占生 杨帆 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第7期936-942,共7页
涡轮转子在瞬态热冲击下的热应力是最重要的参数之一,它直接影响着转子的疲劳寿命以及运行的安全性。基于热弹耦合理论推导和有限元数值仿真,针对涡轮转子的两种典型结构开展了瞬态热冲击下的热分析,研究了瞬态应力场、温度场的分布特... 涡轮转子在瞬态热冲击下的热应力是最重要的参数之一,它直接影响着转子的疲劳寿命以及运行的安全性。基于热弹耦合理论推导和有限元数值仿真,针对涡轮转子的两种典型结构开展了瞬态热冲击下的热分析,研究了瞬态应力场、温度场的分布特性及其随转子结构参数的变化规律。同时,针对涡轮转子在实际工作过程中常遇到的非对称热冲击现象,进行了转子在周向非对称热冲击载荷分布下的热分析,研究结果表明涡轮转子瞬态热应力大于稳态热应力,且受到倒圆半径、轮盘厚度和盘轴比的影响,研究结果对发动机转子设计初期的热疲劳寿命评估有借鉴意义。 展开更多
关键词 瞬态热冲击 涡轮转子 热应力 非对称热载荷 热疲劳寿命
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涡轮转子起动温升曲线优化及试验研究 被引量:1
19
作者 徐宁 王庆超 刘占生 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期189-194,共6页
涡轮转子在快速起动的过程中会产生较大的热应力,影响转子的热疲劳寿命。结合遗传算法与转子结构热分析,提出发动机起动温升控制曲线非单调参数化,对涡轮转子快速起动过程中的温升控制曲线进行优化设计。优化过程以转子最大热应力为目... 涡轮转子在快速起动的过程中会产生较大的热应力,影响转子的热疲劳寿命。结合遗传算法与转子结构热分析,提出发动机起动温升控制曲线非单调参数化,对涡轮转子快速起动过程中的温升控制曲线进行优化设计。优化过程以转子最大热应力为目标函数,计算搜索最优解,并研究温升控制曲线对转子最大热应力的影响。结果显示,优化后的发动机快速起动温升控制曲线可以有效地降低转子的最大热应力和缩短快速起动时间。同时,为了验证提出的涡轮转子快速起动温升曲线优化设计方法的有效性,搭建转子热冲击应力测试试验台,通过对比优化前后温升曲线下的转子最大热应力,验证了理论分析结果。提出的优化设计方法可以为发动机设计初期的快速起动控制方案设计提供一定借鉴。 展开更多
关键词 涡轮转子 快速起动 温升控制曲线 热应力 优化
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一种基于综合泄漏流机制的涡轮转子流固耦合模型 被引量:1
20
作者 袁振伟 褚福磊 郝如江 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2006年第12期165-170,共6页
针对涡轮转子Alford力模型的固有缺陷,综合考虑涡轮径向和轴向动静转子间隙变化对泄漏流的影响,研究了既包括涡轮径向偏心又涉及涡轮轴向偏斜的综合泄漏流机制,并以此为基础建立了能够同时反映涡轮径向偏心和轴向偏斜,同时还能体现涡轮... 针对涡轮转子Alford力模型的固有缺陷,综合考虑涡轮径向和轴向动静转子间隙变化对泄漏流的影响,研究了既包括涡轮径向偏心又涉及涡轮轴向偏斜的综合泄漏流机制,并以此为基础建立了能够同时反映涡轮径向偏心和轴向偏斜,同时还能体现涡轮平均径向和轴向间隙的非线性流体激振力模型。通过MATLAB进行数值积分和图形处理,得到了反映流体激振力与涡轮径向偏心距和轴向偏斜角关系的一组图形。最后还讨论了涡轮平均径向和轴向间隙以及涡轮偏心与偏斜相位差对流体激振力的影响。理论分析结果与现有实验数据比较证明,该模型是有效的,对建立考虑流固耦合的涡轮转子动力学模型具有实际意义。 展开更多
关键词 涡轮转子 流固耦合 非线性模型 综合泄漏流机制 偏心距 偏斜角
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