检索结果-内蒙古大学图书馆

仪器仪表学报 2025年第1期46卷 298-310页

作者：栾孝驰白天赵俊豪沙云东雷志浩沈阳航空航天大学航空发动机学院辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室沈阳110136

针对单一检测手段难以对航空发动机主轴承进行状态监测以及准确诊断故障的问题,提出多通道振动信号与滑油屑末信息融合的滚动轴承状态监控方法。该方法首先通过建立的多通道振动信息加权融合模型将多个振动传感器测得的数据进行加权融合... 详细信息

针对单一检测手段难以对航空发动机主轴承进行状态监测以及准确诊断故障的问题,提出多通道振动信号与滑油屑末信息融合的滚动轴承状态监控方法。该方法首先通过建立的多通道振动信息加权融合模型将多个振动传感器测得的数据进行加权融合,然后利用CEEMDAN对融合后的信号进行分解,根据峭度-相关系数筛选准则筛选出强冲击性分量进行重构,得到一个富含轴承故障特征信息的振动信号;再选用总有效值作为时域特征参数、提出特征能量作为频域特征参数;通过选取隶属度函数,根据实际情况及专家经验定义模糊推理规则,基于模糊推理理论将总有效值和特征能量进行第1次融合为振动信息参数F1;然后将测得的滑油金属屑末数作为剥落屑末信息参数F2,再基于模糊推理理论将F1与F2进行第2次融合分析;最后监测滚动轴承状态并诊断轴承故障。开展航空发动机主轴承剥落扩展试验,安装振动及滑油屑末检测系统,同步采集轴承剥落全程的振动及滑油屑末信息,并应用所提出方法对所测得数据进行分析。结果表明,多通道振动信号与滑油屑末信息融合的滚动轴承状态监控方法可进行故障特征综合分析并有效判别轴承运行状态。

关键词：滚动轴承振动信号滑油金属屑末多通道信息融合峭度-相关系数准则状态监控航空发动机

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基于阈值参数判决筛选的航空发动机主轴承故障特征提取方法

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航空动力学报 2025年第3期40卷 262-273页

作者：沙云东赵俊豪栾孝驰赵宇张域斌张引沈阳航空航天大学航空发动机学院辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室沈阳110136

针对航空发动机中滚动轴承微弱故障信号受环境噪声影响提取困难的问题,提出一种基于阈值参数判决筛选的航空发动机主轴承故障特征提取方法。为了自适应选择变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)中的参数,采用粒子群算法(P... 详细信息

针对航空发动机中滚动轴承微弱故障信号受环境噪声影响提取困难的问题,提出一种基于阈值参数判决筛选的航空发动机主轴承故障特征提取方法。为了自适应选择变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)中的参数,采用粒子群算法(PSO)对VMD算法中的参数进行优化,将其作为前置参数来处理传感器收集到的轴承原始振动信号,得到K个模态分量;其次提出一种新的参数调和公式,该公式将峭度和相关系数平衡融合为一个参数P,然后基于阈值参数准则划分筛选出高信噪比信号,整合高信噪比信号产生新的振动信号;最后通过包络谱提取出轴承微弱故障特征。结果表明:参数调和公式与阈值参数判决方法能平衡峭度和相关系数之间的关系,滤除了峭度值较高但有效信息少的分量,该方法可有效提取滚动轴承简单及复杂传递路径下的故障特征,为航空发动机主轴承故障复杂信号处理和诊断提供了有效手段。

关键词：滚动轴承变分模态分解参数调和公式阈值参数故障诊断航空发动机

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航空推进系统典型薄壁结构热声激振响应分析与实验研究

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推进技术 2025年

作者：杨延泽沙云东赵文强周晓天沈阳航空航天大学辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室

针对高速飞行器推进系统结构完整性设计与验证需求，研究典型薄壁结构在热声载荷作用下动力学响应特性。本文基于导出式噪声测量试验系统对行波管高温、高速内流道完成了噪声载荷的采集与测量。将实测噪声信号作为声载荷谱，基于四边固... 详细信息

针对高速飞行器推进系统结构完整性设计与验证需求，研究典型薄壁结构在热声载荷作用下动力学响应特性。本文基于导出式噪声测量试验系统对行波管高温、高速内流道完成了噪声载荷的采集与测量。将实测噪声信号作为声载荷谱，基于四边固支矩形薄壁结构的振动控制方程与耦合的有限元/边界元法开展了四边固支高温合金GH188材料的矩形薄壁结构在不同热声载荷下的动力学响应仿真计算，讨论了热、声载荷与结构振动特性的影响关系，并给出了危险频段阻尼损耗系数的取值。计算结果表明，声压级的改变可显著影响结构振动响应峰值，两者呈正相关趋势，160 dB工况Von Mises应力最大，为13.319MPa。由于热屈曲现象的存在，温度载荷不仅对结构动响应峰值产生影响，同时还会改变结构局部刚度导致危险点位置的变化，在一定温度范围内结构在临界屈曲状态下应变响应峰值最大，为68.454×10-6。基于行波管试验器开展四边固支矩形薄壁结构在临界屈曲状态下的动力学响应试验，轴向应变最大误差不超过13%，峰值响应频率误差最大不超过10%。试验结果验证了本文噪声测量及仿真计算分析方法的准确性，为高速飞行器推进系统结构完整性设计及典型薄壁结构件在热声载荷下的振动特性研究提供了一种合理的方法。

关键词：薄壁结构热声载荷热屈曲振动响应试验验证

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动压型分瓣式浮环密封泄漏特性流固热耦合数值研究

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航空动力学报 2025年第3期40卷 21-30页

作者：任国哲李延鹏孙丹赵欢温帅方王鑫宇沈阳航空航天大学航空发动机学院辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室沈阳110136 沈阳航空航天大学沈阳市透平机械先进密封技术重点实验室沈阳110136

分析了分瓣式浮环密封流固热耦合理论,建立了有槽和无槽这3种结构分瓣式浮环密封流固热耦合数值求解模型,在验证数值方法准确性的基础上,研究了无浅槽、矩形槽和三角槽这3种结构的分瓣式浮环密封在高温高压气体耦合作用下随不同入口压... 详细信息

分析了分瓣式浮环密封流固热耦合理论,建立了有槽和无槽这3种结构分瓣式浮环密封流固热耦合数值求解模型,在验证数值方法准确性的基础上,研究了无浅槽、矩形槽和三角槽这3种结构的分瓣式浮环密封在高温高压气体耦合作用下随不同入口压力、温度和转速下的流场特性、力学特性以及泄漏特性。结果表明:3种浅槽结构的分瓣式浮环密封流固热耦合数值求解模型,可准确求解流场特性、力学特性和泄漏特性。流体在高速剪切力的作用下沿周向运动,由于挤压使浅槽结构产生局部高压区,形成动压效应;同一入口压力工况下,具有三角槽结构的分瓣式浮环密封开启力最大,入口压力为600 kPa时相比于无浅槽结构增加9.6%,且泄漏量保持相对较小;温度对浮环开启力影响很小,且温度越高泄漏量越小,最大减小6%;转速对矩形槽和三角槽结构浮环开启力影响较大,且最大增加3.2%,对闭合力和泄漏量影响很小。

关键词：动压型分瓣式浮环密封流固热耦合泄漏特性开启力闭合力

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加权特征参数信息重构方法及其在主轴承故障诊断中的应用

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推进技术 2025年第1期46卷 253-263页

作者：赵俊豪栾孝驰沙云东沈阳航空航天大学航空发动机学院、辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室辽宁沈阳110136

为解决航空发动机内滚动轴承微弱故障识别受到环境噪声干扰和重要信息易被忽略的问题,提出一种新的加权特征参数信息重构方法,并将其运用到航空发动机的主轴承故障检测中。该方法首先采用粒子群算法(Particle swarm optimization,PSO)... 详细信息

为解决航空发动机内滚动轴承微弱故障识别受到环境噪声干扰和重要信息易被忽略的问题,提出一种新的加权特征参数信息重构方法,并将其运用到航空发动机的主轴承故障检测中。该方法首先采用粒子群算法(Particle swarm optimization,PSO)优化变分模态分解(Variational mode decomposi-tion,VMD)中的参数,得到K0个模态分量;然后提出一种新的加权特征参数信息重构公式,将所有模态分量按照该公式进行加权重构,过滤噪声成分,并更大程度地保留有效信息;最后对重构信号进行包络分析提取出轴承故障特征信息。通过对航空发动机中介轴承试验故障数据进行分析,得到结论:该方法可降低噪声成分对整体信号的干扰,有效突显出故障特征信息,诊断强背景噪声强干扰工况下的轴承微弱故障,因此是一种有效的用于航空发动机主轴轴承故障特征提取与诊断的方法之一。经仿真信号计算,降噪后的信号峰值因子提升1.62 d B,有效增强了冲击性成分。

关键词：航空发动机滚动轴承加权特征参数信息重构故障诊断变分模态分解

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结构参数对篦齿封严流动特性与最佳封严齿数影响研究

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推进技术 2025年第2期46卷 288-300页

作者：任国哲卢德正孙丹徐文峰王泽铭唐洪媛沈阳航空航天大学航空发动机学院辽宁沈阳110136 辽宁省航空宇航推进系统先进测试技术重点实验室辽宁沈阳110136

为获得有限安装空间内最佳封严性能的篦齿结构,在固定封严长度下,建立不同封严间隙、齿高、齿数等结构参数的直通篦齿模型,通过数值方法分析不同进出口压比条件下,间隙等结构参数对泄漏特性与最佳封严齿数影响的敏感程度。结果表明,在... 详细信息

为获得有限安装空间内最佳封严性能的篦齿结构,在固定封严长度下,建立不同封严间隙、齿高、齿数等结构参数的直通篦齿模型,通过数值方法分析不同进出口压比条件下,间隙等结构参数对泄漏特性与最佳封严齿数影响的敏感程度。结果表明,在固定封严长度下,换算流量随压比和封严间隙的增大而增大,随着齿数的增大呈现先减小后增大的趋势,齿高对泄漏特性影响较小。封严间隙对换算流量与最佳封严齿数的影响最大,当封严间隙为2 mm时,齿数为3时换算流量最小,当齿数增加到13时,换算流量增加了8.11%;当封严间隙为0.5 mm时,齿数为9时换算流量最小,但此时随着齿数的进一步增加,换算流量基本不变。拟合得到固定封严长度下篦齿封严最佳封严齿数经验关系式,拟合公式计算结果与数值模拟结果吻合较好,可用于篦齿的工程设计计算。

关键词：篦齿封严泄漏特性结构参数固定封严长度最佳封严齿数

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两级均压刷式密封泄漏流动特性数值研究

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航空动力学报 2025年第1期40卷 154-163页

作者：张静涵孙丹赵欢徐文峰慕伟张杰一沈阳航空航天大学航空发动机学院辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室沈阳110136 中国航发沈阳发动机研究所沈阳110015 中国航空发动机集团有限公司航空发动机动力传输航空科技重点实验室沈阳110015

多级刷式密封存在各级级间压降分配不均衡导致提前失效的问题,提出下游级后挡板开孔的两级均压刷式密封结构,建立三维实体两级均压刷式密封数值计算模型,在验证数值模型准确性基础上,数值分析两级均压刷式密封的泄漏流动特性,研究均压... 详细信息

多级刷式密封存在各级级间压降分配不均衡导致提前失效的问题,提出下游级后挡板开孔的两级均压刷式密封结构,建立三维实体两级均压刷式密封数值计算模型,在验证数值模型准确性基础上,数值分析两级均压刷式密封的泄漏流动特性,研究均压孔结构参数对改进型结构泄漏特性和级间压降均衡性的影响规律。研究结果表明:设有均压孔的两级均压刷式密封较传统结构提高了压降均衡性,且降低了刷式密封摩擦热效应;传统两级刷式密封的压降均衡性系数明显大于两级均压刷式密封,改进型结构的压降均衡性系数较传统结构改善了45.6%~67.9%;均压孔直径从0.2 mm增大至0.8 mm、均压孔高度从3.55 mm增大至8.35 mm与均压孔排数设置为3排时压降均衡性系数分别减小38.5%、7.7%和25.1%;改进型结构泄漏量相比于传统结构略有增大,且泄漏量随均压孔直径的增大而增加,随均压孔高度的提高无明显变化,随均压孔排数的增加而增大。

关键词：两级均压刷式密封级间压降均衡性三维实体模型压降均衡性系数泄漏流动特性

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基于灰狼算法优化最大相关峭度反卷积的滚动轴承振动特征提取与表征方法

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航空动力学报 2025年第3期40卷 354-368页

作者：李彦徵栾孝驰杨杰沙云东郭小鹏徐石沈阳航空航天大学航空发动机学院辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室沈阳110136 中国航发沈阳发动机研究所沈阳110015

针对滚动轴承早期微弱故障受背景环境噪声影响故障特征难以提取的问题,提出一种基于灰狼算法(GWO)优化最大相关峭度反卷积的滚动轴承振动特征提取与表征方法。该方法采用完全自适应噪声集合经验模态分解(CEEMDAN)将受强背景环境噪声干... 详细信息

针对滚动轴承早期微弱故障受背景环境噪声影响故障特征难以提取的问题,提出一种基于灰狼算法(GWO)优化最大相关峭度反卷积的滚动轴承振动特征提取与表征方法。该方法采用完全自适应噪声集合经验模态分解(CEEMDAN)将受强背景环境噪声干扰的微弱故障振动信号分解成若干信号分量,并依据峭度指标和相关系数作为筛选指标对各信号分量进行筛选和重构,通过GWO优化的最大相关峭度反卷积(MCKD)滤除重构信号中的噪声成分同时增强微弱故障特征成分,并对其进行包络解调实现微弱故障特征的提取。基于滚动轴承实验台数据及真实涡扇发动机整机数据开展了滚动轴承故障特征提取与表征方法有效性的综合验证。结果表明:该方法可有效滤除滚动轴承微弱故障振动信号中的强背景环境噪声成分同时增强微弱故障特征,经主轴承外圈微弱故障实验数据验证可知去噪信号与原始信号的峰值因子相比提高了2.43,有效增强振动信号中的冲击性成分,实现滚动轴承微弱故障特征的有效提取与表征。

关键词：涡扇发动机滚动轴承故障特征提取灰狼算法最大相关峭度反卷积

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不同压力边界下迷宫密封封严特性对比研究

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润滑与密封 2025年第5期 52-59+92页

作者：李玉苏国征孙丹任国哲刘海波沈阳航空航天大学航空发动机学院辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室沈阳航空航天大学沈阳市透平机械先进密封技术重点实验室

针对迷宫密封在不同压力边界条件下的封严特性问题，建立迷宫密封封严特性求解模型。在验证模型准确性的基础上，研究等背压不等压差、等压差不等背压和等压比不等背压等压力边界，对迷宫密封泄漏特性、速度分布特性和密封-转子系统稳... 详细信息

针对迷宫密封在不同压力边界条件下的封严特性问题，建立迷宫密封封严特性求解模型。在验证模型准确性的基础上，研究等背压不等压差、等压差不等背压和等压比不等背压等压力边界，对迷宫密封泄漏特性、速度分布特性和密封-转子系统稳定性的影响。研究表明：在等背压条件下，随着压差增加，迷宫密封的泄漏量和泄漏系数增加，速度比降低且降幅逐渐减小，平均周向速度降低，密封-转子系统稳定性增强；在等压差条件下，随着背压增加，泄漏量增加，泄漏系数降低，速度比略有上升且沿气流流动方向增幅增加，平均周向速度增加，密封-转子系统稳定性降低；在等压比条件下，随着背压增加，泄漏量增加但泄漏系数基本不变，速度比降低且降幅逐渐减小，最终趋于一致，平均周向速度降低，密封-转子系统稳定性增强。此外，泄漏系数可用于表征迷宫密封的流通能力，以排除背压对出口气流密度及泄漏量的影响。该研究为迷宫密封在不同压力边界下的性能分析提供了理论依据。

关键词：迷宫密封封严特性压力边界密封-转子系统稳定性泄漏特性

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双级刷式密封泄漏与压降分配特性数值与实验研究

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润滑与密封 2025年

作者：潘君张静涵孙丹周坤马利军中国航发湖南动力机械研究院沈阳航空航天大学航空发动机学院辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室

为了研究双级刷式密封泄漏特性与压降分配特性，建立了双级刷式密封多孔介质数值求解模型，设计搭建了双级刷式密封泄漏流动特性实验装置，分析双级刷式密封的流场特性，研究压差和第二级后挡板保护高度对泄漏与压降分配特性的影响，计... 详细信息

为了研究双级刷式密封泄漏特性与压降分配特性，建立了双级刷式密封多孔介质数值求解模型，设计搭建了双级刷式密封泄漏流动特性实验装置，分析双级刷式密封的流场特性，研究压差和第二级后挡板保护高度对泄漏与压降分配特性的影响，计算和试验结果表明，各级结构相同的双级刷式密封第二级压降占比约比第一级压降占比大20%，具有明显的压降分配不均匀性。针对传统各级相同双级刷式密封压降分配不均的问题，设计加工了提高第二级后挡板高度型的刷式密封，研究结果表明：相对于传统结构相同的双级刷式密封，提高后挡板高度的双级刷式密封当压差从0.1MPa增大到0.4MPa时，实验测量的泄漏系数从0.00367增大到0.00484；当第二级后挡板保护高度从1.0mm提高至1.4mm时，第二级压降占比降低了7.94%～9.16%，泄漏系数增大5.28%～7.55%。仿真压降占比与实验结果误差在5.57%～11.22%，本文给出的压降分配计算模型能够有效指导工程应用。

关键词：双级刷式密封泄漏特性压降分配特性实验研究

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