检索结果-内蒙古大学图书馆

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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考虑高压涡轮性能非确定的航空发动机鲁棒设计

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航空动力学报 2024年第4期39卷 289-298页

作者：王林潘旭杨锟中国航发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

为了降低制造过程中非确定性因素对航空发动机总体性能的影响,通过在设计阶段考虑高压涡轮性能的非确定性,构建鲁棒优化设计模型来优化总体性能的设计方案,使用蒙特卡洛仿真量化非确定性的影响,并开发了相应的全局优化算法进行求解。数... 详细信息

为了降低制造过程中非确定性因素对航空发动机总体性能的影响,通过在设计阶段考虑高压涡轮性能的非确定性,构建鲁棒优化设计模型来优化总体性能的设计方案,使用蒙特卡洛仿真量化非确定性的影响,并开发了相应的全局优化算法进行求解。数值实验的结果验证了鲁棒设计模型的优势,与传统确定性设计方法相比,在高压涡轮性能非确定的情况下,鲁棒设计模型获得的方案能平均减少15.97%的总体性能离散程度,具有较优鲁棒性。

关键词：总体性能非确定性鲁棒设计蒙特卡洛仿真最优化

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涡轮发动机喘振冲击动力学特性数值研究

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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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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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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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民用大涵道比涡扇发动机风扇机匣声衬设计

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科学技术与工程 2022年第17期22卷 7206-7211页

作者：李旦望夏烨陈垂文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

为了研究民用大涵道比涡扇发动机风扇机匣声衬的降噪效果,基于Wiener-Hopf管道声传播预测方法和声阻抗模型,形成了风扇机匣声衬设计流程和方法,对某民用大涵道比涡扇发动机风扇机匣开展声衬设计研究,包括风扇前和风扇/外涵出口导流叶片(... 详细信息

为了研究民用大涵道比涡扇发动机风扇机匣声衬的降噪效果,基于Wiener-Hopf管道声传播预测方法和声阻抗模型,形成了风扇机匣声衬设计流程和方法,对某民用大涵道比涡扇发动机风扇机匣开展声衬设计研究,包括风扇前和风扇/外涵出口导流叶片(outlet guide vane,OGV)之间两段声衬的设计。首先,选择边线和飞越两个适航工况的管道可传播声模态作为降噪目标声源,以工程要求为设计边界,获得最优声阻抗和声衬结构参数;其次,在真实流道形状下,对所设计声衬在目标声源和其他频带声源的消声量进行评估。结果表明:所设计的两段风扇机匣声衬在目标声源插入损失和低阶叶片通过频率(blade passing frequency,BPF)其他声源处的消声量可观,达到声衬降噪的目的。

关键词：大涵道比涡扇发动机风扇机匣声衬设计 Wiener-Hopf 管道声传播

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高温燃气环境下SiCf/SiC和SiC_(f)/SiC-EBC复合材料力学性能及损伤

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航空材料学报 2024年第4期44卷 46-56页

作者：王子媛曹鑫鑫蒋婷洪智亮张程煜朱旺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 上海大学材料所上海200072 西北工业大学材料科学与工程学院超高温结构复合材料重点实验室西安710072 湘潭大学材料科学与工程学院薄膜材料与设备应用重点实验室湖南湘潭411105

航空发动机中的碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(SiC_(f)/SiC)因承受高温高速燃烧气体的氧化腐蚀而发生损伤甚至失效。本工作利用燃气发生装置模拟航空发动机中复杂燃气环境,将以一定比例混合后的航空煤油与液氧燃料点燃,形成高温... 详细信息

航空发动机中的碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(SiC_(f)/SiC)因承受高温高速燃烧气体的氧化腐蚀而发生损伤甚至失效。本工作利用燃气发生装置模拟航空发动机中复杂燃气环境,将以一定比例混合后的航空煤油与液氧燃料点燃,形成高温高速燃烧气体对材料进行考核。对SiC_(f)/SiC复合材料分别进行1200℃燃气环境10 h氧化实验和1000次热冲击实验,探究环境屏障涂层(environmental barrier coating,EBC)对SiC_(f)/SiC复合材料的防护作用。对燃气环境考核后的SiC_(f)/SiC复合材料和SiC_(f)/SiC-EBC复合材料进行单轴拉伸强度测试,并利用扫描电镜对其断口及截面微观形貌进行观察。结果表明:在燃气环境下氧化10 h后,SiC_(f)/SiC复合材料和SiC_(f)/SiC-EBC复合材料内部没有发生明显的界面层及纤维氧化,单轴拉伸强度下降不到2%;在燃气环境下经过1000次热冲击后,在SiC_(f)/SiC复合材料内部形成多处微裂纹并发生了界面层的氧化腐蚀,单轴拉伸强度下降41.3%;EBC涂层可以有效保护SiC_(f)/SiC复合材料免受高温燃气的氧化腐蚀,SiC_(f)/SiC-EBC复合材料在经过1000次热冲击后的单轴拉伸强度下降16.6%。

关键词：航空发动机 SiC_(f)/SiC复合材料环境屏障涂层高温燃气剩余强度

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石墨填料对浸渗热解-熔融浸渗方法制备的C/SiC复合材料结构和性能的影响

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宇航材料工艺 2021年第3期51卷 60-65页

作者：李开元洪智亮郭洪宝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

采用石墨树脂浆料浸渍三维针刺碳毡增强体,热解后得到C/C多孔体,并采用反应熔体浸渗法制备C/SiC复合材料。研究了石墨填料对C/C多孔体的结构以及C/SiC复合材料力学性能的影响。结果表明,石墨树脂浆料浸渍时树脂填充束间小孔形成结构致... 详细信息

采用石墨树脂浆料浸渍三维针刺碳毡增强体,热解后得到C/C多孔体,并采用反应熔体浸渗法制备C/SiC复合材料。研究了石墨填料对C/C多孔体的结构以及C/SiC复合材料力学性能的影响。结果表明,石墨树脂浆料浸渍时树脂填充束间小孔形成结构致密的亚结构单元,而石墨可以有效填充胎网层等大孔隙,一次浸渍热解后碳产率有效提高。所得C/SiC复合材料包括C、SiC和Si三相,由于亚结构单元的存在,熔融Si并未渗入纤维束内部,束内碳纤维未受损伤。片层石墨的存在使碳基体/石墨和纤维结合强度提高、纤维脱粘拔出阻力增大,从而使材料强度提高;而且石墨可以使裂纹在扩展时发生偏转,从而避免了复合材料脆性断裂,使其呈现出类似金属的伪塑性断裂行为。制备出的C/SiC复合材料的弯曲断裂强度为118 MPa,最大应变可达1.0%。

关键词：石墨填料 C/SiC复合材料浸渗热解法熔融浸渗法显微结构力学性能

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褶皱缺陷的检测及对力学性能的影响研究

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航空制造技术 2021年第8期64卷 78-83页

作者：张婷黄爱华李向前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

褶皱是复合材料零件制造过程中一种常见的工艺缺陷,这种缺陷通常会对零件的性能产生较大的影响。通过制造含有不同褶皱缺陷的碳纤维增强树脂基复合材料试验件,研究了褶皱角对力学性能的影响,并对含有褶皱的拉伸和压缩试验件进行了有限... 详细信息

褶皱是复合材料零件制造过程中一种常见的工艺缺陷,这种缺陷通常会对零件的性能产生较大的影响。通过制造含有不同褶皱缺陷的碳纤维增强树脂基复合材料试验件,研究了褶皱角对力学性能的影响,并对含有褶皱的拉伸和压缩试验件进行了有限元模拟。研究表明,复合材料的拉伸强度和压缩强度均随褶皱角的增大而持续降低,16.8°的褶皱角可使拉伸强度下降21%,使压缩强度下降36%,试验结果和模拟结果基本符合。基于试验和理论模拟结果,对于复合材料结构设计,如果综合考虑无损可检性和对性能的影响,复合材料层压板的褶皱缺陷设计容限推荐为5°。

关键词：复合材料褶皱无损检测力学性能有限元分析

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高速旋转状态下高压涡轮叶盘振动试验研究

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航空工程进展 2021年第1期12卷 85-90页

作者：罗莉黄大永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

在高速旋转状态下,开展对高压涡轮转子叶片的振动特性和缘板阻尼装置减振效果的试验研究,有利于后期的设计迭代,获得真实的叶片振动情况。以高压涡轮转子模拟件为对象,采用雾化油滴非接触式激励方式模拟涡轮叶片周期性气动激励,建立高... 详细信息

在高速旋转状态下,开展对高压涡轮转子叶片的振动特性和缘板阻尼装置减振效果的试验研究,有利于后期的设计迭代,获得真实的叶片振动情况。以高压涡轮转子模拟件为对象,采用雾化油滴非接触式激励方式模拟涡轮叶片周期性气动激励,建立高速旋转状态下高压涡轮转子叶片振动特性试验系统,并进行介于静止状态夹具固定式测试和整机直接测试之间的组件级试验,在高速旋转状态下实现叶片非接触式高频激振,获取叶片的振动特性和缘板阻尼装置对转子叶片的减振效果。结果表明:在常温10000~19000 r/min运行转速下,缘板阻尼装置对转子叶片减振约40%,阻尼质量较大的叶片频率较高。

关键词：高压涡轮转子叶片振动阻尼减振

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