检索结果-内蒙古大学图书馆

兵器装备工程学报 2025年第1期46卷 128-133页

作者：柴象海郭保侯乃先曹传军王进春中国航发商用涡轮发动机有限责任公司上海200241 上海商用飞机发动机工程技术研究中心上海200241 中国人民解放军95960部队西安710089

喘振作为涡轮发动机典型故障形态,严重时可能导致压气机转静子碰摩失效,需要建立有效的分析方法。采用预置穿透的显式动力学数值仿真方法,分析喘振载荷下压气机转子叶片与机匣涂层刮蹭导致的叶片变形和损伤过程;采用压气机转子叶片表面... 详细信息

喘振作为涡轮发动机典型故障形态,严重时可能导致压气机转静子碰摩失效,需要建立有效的分析方法。采用预置穿透的显式动力学数值仿真方法,分析喘振载荷下压气机转子叶片与机匣涂层刮蹭导致的叶片变形和损伤过程;采用压气机转子叶片表面非稳态载荷加载显式动力学数值仿真方法,获取叶片在实测喘振脉动压力作用下展开变形变化规律;采用压气机转子叶片冲击响应过程模态特性分析方法,获取叶片模态对喘振变形影响规律。涡轮发动机喘振冲击动力学特性数值研究结果表明,喘振状态压气机叶片动力学特性能够通过显式动力学数值仿真方法复现,能够为进喘导致的转静子径向和轴向碰摩故障机理分析、事故定位和过程复现提供依据。

关键词：涡轮发动机喘振压气机叶片径向碰摩轴向碰摩数值仿真

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水滴速度对涡扇发动机内涵进水量影响分析

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科学技术与工程 2025年第4期25卷 1717-1722页

作者：代晓晴郭保张云亮中国航发商用航空发动机有限责任公司先进技术研究部上海200241 上海商用飞机发动机工程技术研究中心上海200241 中国人民解放军95960部队西安710089

依据航空发动机适航规章中吸雨条款要求,对某无增压级风扇部件开展吸雨特性研究,用拉格朗日方法追踪不同水滴初始速度下其在风扇中的运动轨迹,获得了发动机内涵进水量,探讨了涡扇发动机在吸雨适航符合性验证中对喷水装置的喷水速度的要... 详细信息

依据航空发动机适航规章中吸雨条款要求,对某无增压级风扇部件开展吸雨特性研究,用拉格朗日方法追踪不同水滴初始速度下其在风扇中的运动轨迹,获得了发动机内涵进水量,探讨了涡扇发动机在吸雨适航符合性验证中对喷水装置的喷水速度的要求,以支撑中国涡扇航空发动机吸雨适航符合性设计与验证。研究发现,某慢车转速下随着水滴速度的减小,撞击在风扇叶片等壁面上的雨水流量增大,且没有水滴能够穿过风扇叶片直接进入内涵,当水滴速度为250 m/s时,内涵进水量占总雨水流量的15.3%,为10 m/s时的19.1倍;在同一水滴速度下,随着分流环与风扇叶片间距的减小,内涵进水增加率增大;不同转速下,内涵进水量随风扇进口水滴初始速度的变化趋势是一致的,基本随着水滴速度的增大先增大后保持不变甚至略微减小。

关键词：涡扇发动机吸雨水滴速度运动轨迹内涵进水量

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贫油预混预蒸发燃烧室回火现象的大涡模拟

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航空学报 2014年第6期35卷 1505-1512页

作者：乔英杰毛荣海中航商用航空发动机有限责任公司上海商用飞机发动机工程技术研究中心上海201108

为研究贫油预混预蒸发(LPP)燃烧室的回火现象及形成机理,基于大涡模拟(LES)及部分预混燃烧模型,对Schneider试验进行数值计算,分别将冷态及燃烧温度场与试验结果进行对比,验证了模型的准确性。将该模型应用于LPP燃烧室,并利用详细的化... 详细信息

为研究贫油预混预蒸发(LPP)燃烧室的回火现象及形成机理,基于大涡模拟(LES)及部分预混燃烧模型,对Schneider试验进行数值计算,分别将冷态及燃烧温度场与试验结果进行对比,验证了模型的准确性。将该模型应用于LPP燃烧室,并利用详细的化学机理对航空煤油火焰传播速度进行修正,成功重现了回火现象的发生并向主燃级上游传递的动态过程,通过流场分析发现局部形成的不规则涡结构在回火现象中扮演着重要角色。进一步从涡量方程的角度对涡结构进行分析,发现燃烧引起的斜压及体积膨胀是诱发回火现象的主要原因。

关键词：贫油预混预蒸发燃烧室回火大涡模拟斜压体积膨胀

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高压涡轮动叶叶尖非定常气热特性研究

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工程热物理学报 2024年第3期45卷 836-844页

作者：尤煜龙丁亮谭智勇中国航发商用航空发动机有限责任公司上海200241 上海商用飞机发动机工程技术研究中心上海200241

本文针对高压涡轮动叶凹槽叶尖流动传热问题开展非定常数值模拟研究。结果表明,TBR模型Time Transformation方法适用于动叶叶尖非定常气热分析。压力侧泄漏流引起的卷吸涡在凹槽底部形成带状高换热系数区,机匣边界层流动使吸力侧肋顶靠... 详细信息

本文针对高压涡轮动叶凹槽叶尖流动传热问题开展非定常数值模拟研究。结果表明,TBR模型Time Transformation方法适用于动叶叶尖非定常气热分析。压力侧泄漏流引起的卷吸涡在凹槽底部形成带状高换热系数区,机匣边界层流动使吸力侧肋顶靠近前缘区域形成局部高换热系数。随着叶尖凹槽深度增加,凹槽内流场低速区域扩大,卷吸涡尺寸也随之增大。相应地,凹槽底部的换热过程减弱,沿压力侧肋分布的带状高换热系数区域范围减小,其位置逐渐远离压力侧肋,并且在特定时刻呈现间断离散的分布特点。不同时刻,2%凹槽深度的叶尖中凹槽底部的平均换热系数相比3%凹槽深度的叶尖升高7.1%~13.5%,相比3.5%凹槽深度的叶尖升高9.6%~21.9%。

关键词：涡轮动叶叶尖非定常流动传热

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2D-C/SiC复合材料轴向加载泊松效应

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材料工程 2021年第8期49卷 178-183页

作者：郭洪宝洪智亮李开元梅文斌中国航发商用航空发动机有限责任公司上海201108 上海商用飞机发动机工程技术研究中心上海201108

基于单调和循环加卸载实验,测试获得了不同加载过程中2D-C/SiC复合材料在纤维束轴向方向上的泊松曲线,并对比分析了轴向损伤演化进程对材料泊松效应的影响。结果表明,在拉伸损伤加剧过程中,材料表现出显著的负泊松比行为;在加载损伤停... 详细信息

基于单调和循环加卸载实验,测试获得了不同加载过程中2D-C/SiC复合材料在纤维束轴向方向上的泊松曲线,并对比分析了轴向损伤演化进程对材料泊松效应的影响。结果表明,在拉伸损伤加剧过程中,材料表现出显著的负泊松比行为;在加载损伤停滞状态下,材料则表现为近似线性正泊松比行为。加载过程中材料的泊松效应随着损伤程度的增加而不断减弱。结合扫描电镜断口结果分析可知,拉伸损伤加剧过程中材料内部沿加载方向上不断产生的基体开裂和界面脱粘损伤引起的材料沿垂直加载方向上的伸长变形,大于并掩盖了拉伸载荷在垂直加载方向上引起的弹性收缩变形,是导致2D-C/SiC复合材料表现出显著负泊松比行为的主要原因;加载损伤加剧过程中产生的大量开裂损伤导致的材料整体连续性的降低是导致其泊松效应不断减弱的主要影响机制。

关键词： 2D-C/SiC复合材料循环加卸载泊松效应损伤机制

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2D-SiC/SiC复合材料损伤耦合力学行为

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材料工程 2019年第10期47卷 160-165页

作者：郭洪宝谢骏中国航发商用航空发动机有限责任公司上海201108 上海商用飞机发动机工程技术研究中心上海201108

基于轴向和45°偏轴加载实验,分别获得2D-SiC/SiC复合材料在单一轴向应力和复合应力状态下纤维束轴向方向上的拉伸、压缩和面内剪切应力-应变行为,计算分析材料在复合应力状态下的损伤耦合力学行为。结果表明,在45°偏轴拉伸和... 详细信息

基于轴向和45°偏轴加载实验,分别获得2D-SiC/SiC复合材料在单一轴向应力和复合应力状态下纤维束轴向方向上的拉伸、压缩和面内剪切应力-应变行为,计算分析材料在复合应力状态下的损伤耦合力学行为。结果表明,在45°偏轴拉伸和压缩复合应力状态下材料损伤耦合力学行为的起始应力分别约为40MPa和-100MPa。复合应力状态下材料纤维束轴向方向上的拉伸损伤和面内剪切损伤进程间具有相互促进作用,面内剪切损伤对压缩损伤进程具有促进作用,但是压缩应力分量对面内剪切损伤进程具有明显的抑制作用;上述损伤耦合作用随着应力水平的增加而越发显著。由试件断口电镜扫描结果可知,复合应力状态下材料纤维束轴向方向上3个应力分量对材料内部0°/90°和45°3种取向基体裂纹开裂损伤进程的影响作用,是2D-SiC/SiC复合材料产生损伤耦合力学行为的主要细观损伤机制。

关键词： 2D-SiC/SiC复合材料应力-应变行为复合应力状态损伤耦合

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钛合金薄板直角焊缝质量的相控阵超声检测方法研究

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机械工程学报 2021年第12期57卷 145-152页

作者：张婷陈杰中国航发商用航空发动机有限责任公司设计研发中心上海200241 上海商用飞机发动机工程技术研究中心上海200241

板直角焊接结构由于被焊试件厚度薄、检测精度要求高等因素使得常规检测方法难以施展。利用相控阵超声检测技术声束灵活可控的特点,制定基于波束控制的全覆盖检测方案。为获得较好的信噪比,提出一套楔块几何参数的优化设计方法;对采用... 详细信息

板直角焊接结构由于被焊试件厚度薄、检测精度要求高等因素使得常规检测方法难以施展。利用相控阵超声检测技术声束灵活可控的特点,制定基于波束控制的全覆盖检测方案。为获得较好的信噪比,提出一套楔块几何参数的优化设计方法;对采用多次反射方式入射的相控阵超声偏转聚焦法则计算方法进行了研究;构建采用机械臂作扫查器的高精度相控阵超声自动化检测系统,对具有人工预埋缺陷的钛合金薄板直角焊缝结构进行了检测试验,验证检测方法的正确性。研究结果表明,所提出的相控阵超声检测方法,能够对裂纹、未焊合等类型缺陷进行良好表征,满足薄板直角焊缝的超声无损检测要求。

关键词：钛合金薄板相控阵超声检测直角焊缝裂纹缺陷多次反射

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航空发动机风扇叶片伸根段造型设计与优化

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航空动力学报 2017年第12期32卷 2824-2834页

作者：任远张成成高靖云李颖中国航空发动机集团有限公司商用航空发动机有限责任公司上海商用飞机发动机工程技术研究中心上海200241

探索了航空发动机风扇叶片伸根段造型的优化设计方法,利用它在保持叶身气动设计不变的情况下使风扇叶片振动特性得到改善。建立了基于非均匀有理B样条NURBS(non-uniform rational B-spline)桥接曲线的伸根段造型方法,实现气动叶身与榫... 详细信息

探索了航空发动机风扇叶片伸根段造型的优化设计方法,利用它在保持叶身气动设计不变的情况下使风扇叶片振动特性得到改善。建立了基于非均匀有理B样条NURBS(non-uniform rational B-spline)桥接曲线的伸根段造型方法,实现气动叶身与榫头侧面间的光滑连接;通过改变桥接曲线控制顶点的位置实现伸根段造型的参数化设计,并在相关假设条件的基础上提取了完全定义伸根段造型所需的8个设计变量;以风扇叶片共振裕度最大化作为伸根段设计目标,在径向基函数网络(RBFN)与粒子群(PSO)算法的基础上建立了伸根段造型优化设计流程,其原理是构造RBFN近似模型来逼近和预测风扇叶片共振裕度与伸根段设计变量间的隐式目标函数,在此基础上使用PSO算法搜索使共振裕度达到最大化的伸根段设计变量组合。结果表明:某大涵道比宽弦风扇叶片采用上述流程,通过优化伸根段造型使风扇叶片轴向一弯模态的自振频率得到提高,与转速3倍频激振间的共振裕度提高约2%。

关键词：风扇叶片桥接曲线伸根段共振裕度径向基函数网络(RBFN) 粒子群(PSO)

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单晶涡轮叶片三维晶体取向相关性能分析及优化

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航空动力学报 2016年第2期31卷 289-298页

作者：高靖云方磊张成成任远李颖中国航空工业集团公司中航商用航空发动机有限责任公司上海商用飞机发动机工程技术研究中心上海201108

采用单晶正交各向异性弹性本构关系,分析了三维晶体取向对单晶涡轮叶片应力分布、蠕变寿命、低周疲劳寿命及叶尖径向位移的影响.结果表明,三维晶体取向对单晶叶片上述性能存在显著影响,且3个取向角之间相互耦合,偏差角对叶片性能的影响... 详细信息

采用单晶正交各向异性弹性本构关系,分析了三维晶体取向对单晶涡轮叶片应力分布、蠕变寿命、低周疲劳寿命及叶尖径向位移的影响.结果表明,三维晶体取向对单晶叶片上述性能存在显著影响,且3个取向角之间相互耦合,偏差角对叶片性能的影响随着随机角的方位而变化,随机角对叶片性能的影响也随着偏差角的角度而不同.在此基础上,应用ISIGHT构建了单晶叶片全三维取向优化平台,以蠕变寿命、低周疲劳寿命及叶尖最大径向位移为优化目标,采用邻域培植多目标遗传算法进行了叶片三维取向优化,所得Pareto解聚集在偏差角12°的区域内.选择寿命最长的Pareto解作为最优解,相对于初始强度计算点,蠕变寿命提高6倍,低周疲劳寿命提高37倍,叶尖最大径向位移减小2.5%.

关键词：单晶涡轮叶片三维晶体取向取向相关性能多目标优化 Pareto解

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航空发动机风扇机匣包容性等效试验与分析方法

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振动与冲击 2016年第2期35卷 162-167页

作者：柴象海张晓云侯亮杨宵毅中航商用航空发动机有限责任公司上海200241 上海商用飞机发动机工程技术研究中心上海200241 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

针对硬壁机匣包容性问题,提出在发动机研制初期,通过风扇包容机匣等效试验件靶板冲击试验,模拟真实风扇叶片脱落机匣包容性过程,并通过材料高应变率试验拟合机匣材料在高应变率下的本构模型;建立基于简化试验结果的数值仿真模型标定及... 详细信息

针对硬壁机匣包容性问题,提出在发动机研制初期,通过风扇包容机匣等效试验件靶板冲击试验,模拟真实风扇叶片脱落机匣包容性过程,并通过材料高应变率试验拟合机匣材料在高应变率下的本构模型;建立基于简化试验结果的数值仿真模型标定及机匣包容性分析模型修正方法,对风扇叶片脱落机匣包容性分析模型进行标定,建立高精度风扇机匣包容性仿真预测模型,用于风扇叶片脱落适航取证试验前仿真预测,以提高试验成功率、减少试验次数。通过数值仿真可拟合获得机匣包容厚度与叶片脱落载荷的关系,为风扇包容机匣设计提供厚度参数输入参考。

关键词：航空发动机包容机匣等效试验数值仿真分析

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