某型涡轴发动机压气机离心叶轮叶片多种振动特性试验方法对比研究

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作者 刘振臣 栾想 +2 位作者 唐旭 银越千 王涛 《现代制造技术与装备》 2021年第2期88-91,共4页

以某型涡轴发动机压气机离心叶轮叶片为研究对象,采用3种不同的试验系统研究该叶片的振动特性。仿真结果表明,压电纤维复合材料(Macro Fiber Composite,MFC)作为激振源的试验系统,在叶片振动特性的试验中可以较准确地获得叶片的振动频率... 以某型涡轴发动机压气机离心叶轮叶片为研究对象,采用3种不同的试验系统研究该叶片的振动特性。仿真结果表明,压电纤维复合材料(Macro Fiber Composite,MFC)作为激振源的试验系统,在叶片振动特性的试验中可以较准确地获得叶片的振动频率,并且能够得到叶片的振型。MFC能够激起叶片更高阶的振动,是使用力锤激振所不具备的条件,因此在叶片高阶模态振动的研究中MFC更具优势。 展开更多

关键词 涡轴发动机 压气机 离心叶轮 叶片振动特性试验

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航空发动机整体叶盘结构刚度的多目标优化 被引量：4

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作者 陈鼎欣 简卫斌 邓敬亮 《航空发动机》 北大核心 2019年第5期31-35,共5页

针对航空发动机多级整体叶盘结构在工作过程中变形过大的问题,以参数化结构的多目标优化数学模型为基础,对代理模型生成的响应面进行遗传算法寻优,获取控制条件下的最佳刚度结构,并根据响应面的局部敏感度结果改进了结构方案。结果表明... 针对航空发动机多级整体叶盘结构在工作过程中变形过大的问题,以参数化结构的多目标优化数学模型为基础,对代理模型生成的响应面进行遗传算法寻优,获取控制条件下的最佳刚度结构,并根据响应面的局部敏感度结果改进了结构方案。结果表明:运用多目标遗传算法能够有效实现多级整体叶盘的刚度优化,最终在控制质量仅增加10.5%的前提下,使最大轴向变形减小28.8%,最大总变形减小15.8%;提出的改进结构方案有效改善了结构的抗变形能力,进一步提高了结构的刚度优化潜力。 展开更多

关键词 整体叶盘 响应面 遗传算法 刚度优化 航空发动机

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带叶冠的航空发动机涡轮叶片失效分析 被引量：4

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作者 郎达学 行峰涛 《科学技术创新》 2019年第14期1-3,共3页

为了解决带叶冠的涡轮叶片的失效问题,通过断口分析、强度计算分析了失效原因,并通过动应力试验及失效模拟试验进行了验证。结果表明,动力涡轮叶片失效的原因是尺寸不合格、叶冠附近最大应力处应力过大。减小叶身的渗铝层厚度,消除了渗... 为了解决带叶冠的涡轮叶片的失效问题,通过断口分析、强度计算分析了失效原因,并通过动应力试验及失效模拟试验进行了验证。结果表明,动力涡轮叶片失效的原因是尺寸不合格、叶冠附近最大应力处应力过大。减小叶身的渗铝层厚度,消除了渗层微裂纹的隐患。通过结构改进、提高制造精度等措施,有效降低了叶片的应力,符合了发动机对叶片的使用要求,可见叶片失效的问题得到了解决。 展开更多

关键词 叶片 失效 强度分析 动应力试验

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红外热像仪在发动机静止构件表面温度测量中的应用 被引量：3

4

作者 黄梦薇 周峰 詹禄禄 《现代信息科技》 2019年第11期32-33,36,共3页

通常情况下,接触法测温能比较准确地得到测量值,但无法直接接触被测表面,或在被测表面安装接触式传感器会严重破坏温度场的情况下,需要利用非接触法测温。本文简要介绍了最常用的非接触测温设备红外热像仪的成像原理和结构组成,阐述了... 通常情况下,接触法测温能比较准确地得到测量值,但无法直接接触被测表面,或在被测表面安装接触式传感器会严重破坏温度场的情况下,需要利用非接触法测温。本文简要介绍了最常用的非接触测温设备红外热像仪的成像原理和结构组成,阐述了红外热像仪在航空发动机静止构件表面温度测量中的应用。为了验证红外热像仪的测量准确性,对发动机排气管采用热电偶测温、示温漆测温、红外热像仪测温三种方法进行了表面温度测量,并分析了影响红外测温准确度的因素和改进措施。 展开更多

关键词 红外热像仪 温度测量 航空发动机

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涡轴发动机涡轮过渡段环形叶栅试验验证 被引量：1

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作者 吴小芳 周颖 刘长青 《航空科学技术》 2021年第2期38-43,共6页

本文以涡轴发动机涡轮过渡段(ITD)为研究对象,进行了环形叶栅试验,获取了过渡段在-15°~15°迎角下过渡段的损失特性。试验结果表明,总压损失随着马赫数的增加而增加,且呈二次曲线关系。在进口迎角为-5°~0°时,涡轮过... 本文以涡轴发动机涡轮过渡段(ITD)为研究对象,进行了环形叶栅试验,获取了过渡段在-15°~15°迎角下过渡段的损失特性。试验结果表明,总压损失随着马赫数的增加而增加,且呈二次曲线关系。在进口迎角为-5°~0°时,涡轮过渡段总压损失最低,在正迎角时,涡轮过渡段总压损失较大,且偏离支板倾斜方向越大,损失越大。试验同时获得了设计状态过渡段内部气动参数分布,可为该涡轮过渡段支板叶型的优化设计提供一定的试验依据。 展开更多

关键词 涡轮过渡段 环形叶栅 试验 变迎角 马赫数

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某型涡桨发动机试验的温度测试系统设计

6

作者 黄梦薇 詹禄禄 《现代信息科技》 2019年第12期33-35,共3页

温度是发动机工作过程中的重要参数,通过温度测试可以充分地掌握发动机内部和外部的工作状况,为进一步调试、改进设计提供直接的技术支持。本文简要介绍了热电偶、热电阻的测温原理,以某涡桨发动机试验的温度测试需求为例,设计并搭建了... 温度是发动机工作过程中的重要参数,通过温度测试可以充分地掌握发动机内部和外部的工作状况,为进一步调试、改进设计提供直接的技术支持。本文简要介绍了热电偶、热电阻的测温原理,以某涡桨发动机试验的温度测试需求为例,设计并搭建了适应该发动机试验的温度测试系统,详细论述了温度测试系统的工作流程,并给出了热电阻和热电偶测温系统的误差分析。该系统目前工作稳定可靠,满足精度要求,正应用于该型发动机的各项试验中。 展开更多

关键词 航空发动机 温度测试 误差分析

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航空发动机篦齿封严装置刮磨引起的转子卡滞问题分析

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作者 景晓明 查宏 +1 位作者 刘振臣 朱莹 《航空精密制造技术》 2024年第5期64-67,共4页

本文结合篦齿封严装置的结构特点、基于已知的发动机转子卡滞问题,分析梳理了篦齿封严装置异常刮磨引起发动机转子卡滞的原因,并说明了篦齿封严装置刮磨引起的转子卡滞是多因素耦合作用的结果、且具有一定的偶发性。

关键词 航空发动机 篦齿封严 异常刮磨 转子卡滞 多因素耦合

原文传递

涡轮导叶W型孔全气膜冷却效率实验研究 被引量：3

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作者 付仲议 朱惠人 +1 位作者 姜茹 程李坚 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期2028-2037,共10页

为了研究涡轮导叶W型孔全气膜冷却效率的分布规律,使用热色液晶测量了在流量比为5.5%,8.4%和12.5%,主流湍流度为1%,9%和15%下W型孔全气膜涡轮导叶的气膜冷却效率,并与相同工况下的圆柱型孔全气膜叶片的冷却效率结果进行了对比。结果表明... 为了研究涡轮导叶W型孔全气膜冷却效率的分布规律,使用热色液晶测量了在流量比为5.5%,8.4%和12.5%,主流湍流度为1%,9%和15%下W型孔全气膜涡轮导叶的气膜冷却效率,并与相同工况下的圆柱型孔全气膜叶片的冷却效率结果进行了对比。结果表明:在低湍流度下,流量比变化对W型孔叶片不同区域冷却效率的影响规律不同;而在高湍流度下,流量比增大使W型孔叶片的冷却效率整体升高;在研究的所有流量比下,W型孔叶片的冷却效率均随着湍流度的升高而降低;与圆柱型孔叶片相比,在中低湍流度下,W型孔的冷气壁面贴附性和展向覆盖效果更好,W型孔叶片的冷却效率具有明显优势,然而在高湍流度下由于W型孔的冷气速度低且分布分散,易在高湍流度影响下耗散,W型孔叶片的冷却效率优势较小,甚至在高湍流度大流量比下,圆柱型孔叶片的面平均冷却效率比W型孔叶片高15%左右。 展开更多

关键词 涡轮导叶 主流湍流度 流量比 气膜冷却效率 液晶

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陶瓷基复合材料编织结构参数对气膜冷却效果影响研究 被引量：1

9

作者 朱爱玲 李洋 +3 位作者 屠泽灿 叶大海 毛军逵 常焜 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期148-158,共11页

针对陶瓷基复合材料(CMC材料)在航空发动机高温部件中应用时的冷却需求,考虑到CMC材料内部非均质非均匀结构和热物性特征与均质金属材料的巨大差异,探究了CMC材料编织结构几何参数对气膜综合冷却效果的影响,研究中以三维五向编织CMC材... 针对陶瓷基复合材料(CMC材料)在航空发动机高温部件中应用时的冷却需求,考虑到CMC材料内部非均质非均匀结构和热物性特征与均质金属材料的巨大差异,探究了CMC材料编织结构几何参数对气膜综合冷却效果的影响,研究中以三维五向编织CMC材料为例,建立了反映材料内部细观编织结构的平板气膜全尺寸计算模型,从细观纱线尺度引入各组分热物性参数,计算分析了不同编织角度和纤维束截面尺寸等几何特征参数对气膜综合冷效的影响规律。研究结果表明,纤维束由于导热系数相对较高成为平板内部的主要热量传输通道,编织角发生变化时纤维束方向也随之改变,进而影响材料内部热量传输通道及整体各向异性等效导热系数。本文计算工况下,在气膜孔下游0~10D (D为气膜孔直径)区域,编织角度为40°时气膜综合冷效相对较高;在远离气膜孔区域,气膜板的冷却效果随着编织角度的增大而减弱。纤维束截面尺寸的改变对气膜综合冷效的影响较小,但是随着纤维束截面尺寸的增加,平板内部温度更加均匀。 展开更多

关键词 陶瓷基复合材料 编织角度 截面尺寸 气膜冷却 各向异性 导热系数

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扇形与平面叶栅内高负荷叶片的换热特性实验研究

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作者 师晴晴 刘存良 +3 位作者 李洋 李维 张帆 刘海涌 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期277-285,共9页

为了探究扇形与平面叶栅条件下高负荷叶片的外换热特性,采用瞬态液晶测量技术,测量了雷诺数(Re)、湍流强度(Tu)对扇形叶栅(曲端壁)的小展弦比高负荷涡轮叶片表面努塞尔数(Nu)的影响,并与平面叶栅(直端壁)进行了对比。结果表明,曲端壁相... 为了探究扇形与平面叶栅条件下高负荷叶片的外换热特性,采用瞬态液晶测量技术,测量了雷诺数(Re)、湍流强度(Tu)对扇形叶栅(曲端壁)的小展弦比高负荷涡轮叶片表面努塞尔数(Nu)的影响,并与平面叶栅(直端壁)进行了对比。结果表明,曲端壁相较于直端壁增加了21.5°的径向进气角以及上下端壁曲率不同,从而导致换热沿叶高的不对称分布。雷诺数增大,叶片各位置的换热明显增强,吸力面边界层转捩点位置不断向前缘靠近,雷诺数对直端壁的影响大于曲端壁。随湍流强度增大,努塞尔数整体有所升高,吸力面转捩点位置前移,压力面过渡现象明显增强,中弦部分努塞尔数一维特性更为明显,湍流强度对两类端壁的叶片影响类似。在研究低雷诺数或湍流强度对高负荷叶片的换热影响时,可采用直端壁进行简化,而在高雷诺数时,为了保证结果准确性,需在发动机实际扇形叶栅中进行实验。 展开更多

关键词 高负荷叶片 扇形通道 液晶 努塞尔数 雷诺数 湍流强度

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基于光场成像的多物理场测试技术研究进展 被引量：1

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作者 嵇煜 赵洲 +7 位作者 许晟明 姚春惠 何钰伦 方华 吴沛林 曾飞 陈沐谷 施圣贤 《气体物理》 2024年第3期1-34,共34页

光场成像原理的发展为多物理场测试提供了新的思路与方向。光场相机基于光场成像原理,在主镜头与感光芯片之间增加了微透镜阵列,实现了对入射光线角度信息的捕获。研究人员发展了基于光场成像原理的多物理场测试技术。首先,介绍了光场... 光场成像原理的发展为多物理场测试提供了新的思路与方向。光场相机基于光场成像原理,在主镜头与感光芯片之间增加了微透镜阵列,实现了对入射光线角度信息的捕获。研究人员发展了基于光场成像原理的多物理场测试技术。首先,介绍了光场粒子图像测速技术,使用光场相机拍摄复杂三维流场的粒子图像,随后采用一系列三维体校准、重构和互相关算法获得三维速度场。该技术在保证测量精度的同时实现对三维三分量速度场的捕获,并且能够有效减少相机数量和光学窗口的要求,实现对受限空间内部进行速度场测量。其次,介绍了将光场相机在形貌测量领域中的应用。光场相机通过单个相机、单次拍摄可以获取物体表面的三维点云信息,在极大程度上缩短测量时间的同时,简化成像设备,实现对叶片气膜孔的三维形貌测量。然后,将光场相机应用于温度测量领域,可以简化分光手段,从而完成测温系统的精简,实现单个传感器对光谱强度和角度信息的同时记录。最后,对光场多物理场测试技术进行了总结,并对基于内窥光场成像与超透镜的光场测试技术进行了展望。 展开更多

关键词 光场成像 三维测量 粒子图像测速 多光谱测温 形貌测量

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航空发动机可调导叶防倒台阶及防干涉设计 被引量：1

12

作者 李永建 张稳 吴靓昕 《航空精密制造技术》 2021年第6期54-58,共5页

航空发动机采用可调静子叶片可以有效地提高发动机喘振裕度、改善发动机非设计点工作性能。航空发动机叶片导叶叶柄和叶尖采用常规的设计方法,在非设计点可调导叶旋转一定角度,容易出现叶柄凸出机匣流道形成倒台阶、叶尖与机匣干涉导致... 航空发动机采用可调静子叶片可以有效地提高发动机喘振裕度、改善发动机非设计点工作性能。航空发动机叶片导叶叶柄和叶尖采用常规的设计方法,在非设计点可调导叶旋转一定角度,容易出现叶柄凸出机匣流道形成倒台阶、叶尖与机匣干涉导致调节角度范围不足的情况,对气动性能产生不利影响。本文对导叶的叶柄采用防倒台阶设计,对叶尖采用防干涉设计,可以有效避免上述情况。并对新设计的导叶进行性能计算,结果表明,叶柄防倒台阶设计和叶尖防干涉设计对性能的综合影响有利。 展开更多

关键词 导叶 倒台阶 防干涉 仿真

原文传递

湿空气与水直接接触冷凝CFD模拟研究 被引量：7

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作者 段兵兵 王恒旭 +1 位作者 张学军 郑幼明 《制冷技术》 2019年第1期28-33,共6页

本文通过建立多相流动和传热传质耦合的二维CFD模型,对湿空气中水蒸气与水直接接触时的冷凝速率进行了数值模拟研究,分析了入口空气参数以及水面温度等因素对湿空气冷凝速率的影响。结果表明:较高的空气流速能够获得更大的冷凝速率,但... 本文通过建立多相流动和传热传质耦合的二维CFD模型,对湿空气中水蒸气与水直接接触时的冷凝速率进行了数值模拟研究,分析了入口空气参数以及水面温度等因素对湿空气冷凝速率的影响。结果表明:较高的空气流速能够获得更大的冷凝速率,但空气流速较低时冷凝效率更高;壁面温度存在与空气温度和相对湿度相关的临界点,当小于临界点后,冷凝速率基本不再增加,临界壁面温度主要和主流空气的温度及相对湿度有关,与空气流速几乎无关。这些结论为尽可能获得更高的冷凝速率提供合理的参数选择。 展开更多

关键词 直接接触 传热传质 冷凝 数值模拟

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界面层及其建模方式对编织结构CMC材料导热系数影响研究

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作者 叶大海 屠泽灿 +2 位作者 李洋 毛军逵 赵陈伟 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期344-352,共9页

针对编织结构陶瓷基复合材料(Ceramic matrix composite,CMC)中基体、纤维束和界面层等组分的不同传热特征,以及考虑到界面层结构极薄的尺寸特征,探究了界面层及其在细观结构代表单元中的引入方式对编织结构CMC材料内部热量传输特征和... 针对编织结构陶瓷基复合材料(Ceramic matrix composite,CMC)中基体、纤维束和界面层等组分的不同传热特征,以及考虑到界面层结构极薄的尺寸特征,探究了界面层及其在细观结构代表单元中的引入方式对编织结构CMC材料内部热量传输特征和各向异性导热系数的影响。研究中对比分析了不考虑界面层、含隐式界面层和含显式界面层等三种代表性体积单元模型的温度场、热流密度场及各向异性等效导热系数,获取了界面层导热系数对CMC材料整体导热系数的影响规律。研究结果表明:编织结构CMC材料内部温度场存在明显的不均匀性,不同模型计算获取的热流密度场具有明显区别。同时基于三个模型获取的各向异性导热系数也具有较大差异,显示界面层方法预估精度较高。此外,随着界面层导热系数增加,CMC材料整体各向异性导热系数明显增加,其对水平经纱Y方向上等效导热系数的影响最大。 展开更多

关键词 陶瓷基复合材料 编织结构 界面层 热分析 导热系数 各向异性

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国外桨扇技术发展概况 被引量：10

15

作者 陈博 贺象 《燃气涡轮试验与研究》 北大核心 2020年第1期54-58,共5页

首先梳理了国外桨扇设计方法及风洞试验验证情况,并从已有的研究结果中归纳出,在巡航马赫数超过0.70条件下,先进对转桨扇的推进效率可达85.0%以上,且基本解决了气动设计问题,噪声水平也得到明显降低。其次介绍了国外桨扇发动机验证机或... 首先梳理了国外桨扇设计方法及风洞试验验证情况,并从已有的研究结果中归纳出,在巡航马赫数超过0.70条件下,先进对转桨扇的推进效率可达85.0%以上,且基本解决了气动设计问题,噪声水平也得到明显降低。其次介绍了国外桨扇发动机验证机或型号的桨扇部件研制进展,以及相关地面或飞行试验验证情况。最后分析了未来国际上桨扇发动机的研制趋势。可为我国未来对转桨扇技术的发展提供参考。 展开更多

关键词 航空发动机 桨扇发动机 对转桨扇 气动设计 风洞试验 飞行试验

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发动机台架试验空气流量测量不确定度分析 被引量：5

16

作者 劳贤豪 朱银方 《航空精密制造技术》 2022年第2期23-26,共4页

针对航空发动机台架试验中空气流量测试不确定度的评定问题,使用GUM法进行评估。计算结果揭示了测量不确定度大小与空气流量的关系,确定了流量管合适的工作范围。对不确定度来源进行计算分析,确定了测试结果不确定度的大小主要受压力测... 针对航空发动机台架试验中空气流量测试不确定度的评定问题,使用GUM法进行评估。计算结果揭示了测量不确定度大小与空气流量的关系,确定了流量管合适的工作范围。对不确定度来源进行计算分析,确定了测试结果不确定度的大小主要受压力测量精度的影响,而流量管尺寸以及进口总温的测量精度影响较小。 展开更多

关键词 流量管 不确定度 GUM 蒙特卡罗法 试验

原文传递

新型超紧凑双级离心一体化压气机概念设计技术研究 被引量：1

17

作者 黄生勤 谢宁军 +1 位作者 安志强 查小晖 《航空科学技术》 2018年第12期67-72,共6页

在常规双级离心压气机的基础上,提出了双级离心一体化压气机设计概念,可在不增加叶轮出口切线速度的前提下,用单个一体化离心叶轮实现双级离心压气机的增压比。对某原型双级离心压气机开展离心压气机一体化设计结果表明,重量(质量)可减... 在常规双级离心压气机的基础上,提出了双级离心一体化压气机设计概念,可在不增加叶轮出口切线速度的前提下,用单个一体化离心叶轮实现双级离心压气机的增压比。对某原型双级离心压气机开展离心压气机一体化设计结果表明,重量(质量)可减少19%,设计点除效率略有降低之外,堵点流量与喘点压比与原型基本一致,同时缩短了转子系统27%的轴向长度,可显著改善转子动力特性,降低制造成本,具有较好的工程应用前景。 展开更多

关键词 双级离心压气机 一体化离心叶轮 超紧凑 概念设计

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某型压气机温度受感器恢复特性研究 被引量：1

18

作者 刘超 文信 易维 《电子测试》 2018年第18期5-8,12,共5页

在压气机稳态气流温度的测量中,由于气流动能不可能完全转换为热能,所以存在速度误差,而要确定气流总温,就要确定这些误差并给予修正。在压气机内流场测试中,面临的都是高速气流,存在着较大的速度误差。而一般在受感器的设计中也考虑了... 在压气机稳态气流温度的测量中,由于气流动能不可能完全转换为热能,所以存在速度误差,而要确定气流总温,就要确定这些误差并给予修正。在压气机内流场测试中,面临的都是高速气流,存在着较大的速度误差。而一般在受感器的设计中也考虑了这个误差并从结构上进行了修正,但是修正后的成型温度受感器没有经过试验验证,所以存在着不确定的因素。通过本次试验研究就可以测定温度受感器的恢复系数,并对速度误差进行计算修正,为以后提高温度受感器的测试精度打下良好的基础。 展开更多

关键词 温度受感器 恢复特性 校准

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叶尖片削对压气机转子强度振动影响研究

19

作者 朱银方 劳贤豪 黎琨 《中国科技纵横》 2023年第8期61-64,共4页

统计结果显示,振动问题在航空发动机的故障中占比很高,而压气机转子叶片振动故障,在发动机使用过程中时有发生,且危害性较大。因此,在设计过程中应采取有效措施避免振动问题,提升航空发动机质量,提高航空发动机寿命。在压气机结构设计中... 统计结果显示,振动问题在航空发动机的故障中占比很高,而压气机转子叶片振动故障,在发动机使用过程中时有发生,且危害性较大。因此,在设计过程中应采取有效措施避免振动问题,提升航空发动机质量,提高航空发动机寿命。在压气机结构设计中,常通过改变叶型来调整频率裕度,需要在性能分析与强度振动计算之间来回迭代,费时费力。基于上述情况,本文提出了一种调整叶片频率的方法——叶尖片削,即在转子叶尖切去部分叶型,可以实现快速调频。以某型压气机第1级叶片盘为例,分析了不同尺寸的转子叶尖片削对叶片频率、叶片根部最大当量应力、盘心最大当量应力、叶尖变形的影响,结果叶片频率裕度有提高外,其余方面影响均较小。同时,性能数值仿真结果显示叶尖片削对压气机性能几乎没有影响。 展开更多

关键词 航空发动机 压气机 频率裕度 叶尖片削 应力

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叶顶坡角对压气机转子气动性能影响的数值模拟研究

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作者 韦威 《航空科学技术》 2021年第7期39-44,共6页

采用数值模拟的方法对某压气机转子进行了三维仿真分析,详细比较了叶片叶顶磨损后形成的不同叶顶坡角α对转子气动性能的影响。研究结果表明,随着α的增大,转子最高压比、峰值效率及喘振裕度衰减均越严重,但在设计压比点,转子效率呈略... 采用数值模拟的方法对某压气机转子进行了三维仿真分析,详细比较了叶片叶顶磨损后形成的不同叶顶坡角α对转子气动性能的影响。研究结果表明,随着α的增大,转子最高压比、峰值效率及喘振裕度衰减均越严重,但在设计压比点,转子效率呈略微增加的趋势。α会影响转子叶尖约25%区域内负荷的径向分布,但对几乎整个叶高通道的效率分布都产生了影响。叶顶磨损导致部分性能参数衰减呈非线性变化,在α超过5°和25°时,转子喘振裕度会产生一个较大幅度的衰减。 展开更多

关键词 叶顶坡角 压气机转子 气动性能 数值模拟

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