弧形端壁造型对不带冠涡轮气动性能的影响

采用商用计算流体力学软件CFX,湍流模型采用标准k-w两方程湍流模型,叶型为单涡轮动叶叶片,应用数值模拟方法研究了弧形端壁造型对动叶泄漏流动及涡轮气动性能的影响。数值研究结果表明:适当优化的弧形端壁造型可以改善泄漏涡和通道涡作用状况、提高出口总压和改善气流角分布、降低叶顶间隙泄漏和提高效率。最优端壁造型可以减少间隙泄漏0.27%,提高效率0.77%。在变攻角下,最优端壁造型效率最高点出现在设计攻角下,但攻角变化越大,间隙泄漏流动越少。

喷丸对TB6钛合金疲劳应力集中敏感性的影响

针对航空用TB6高强钛合金,本工作研究了应力集中条件下喷丸对其疲劳性能的影响规律。采用旋转弯曲疲劳试验机分别测试了两种应力集中系数的试棒的疲劳寿命及极限,采用扫描电镜分析了疲劳断口,采用MTS试验机测试了试棒的拉伸性能,并采用白光干涉仪测试了试样的表面形貌。结果表明:当应力集中系数由K_(t)=1提高至K_(t)=2时,TB6钛合金试棒的疲劳极限从537.5 MPa下降至335.5 MPa,表现出明显的应力集中敏感性。而经过喷丸后,K_(t)=1和K_(t)=2的试棒的疲劳极限分别提高了33.5%和22.2%,缺口敏感性下降了48%。喷丸有利于降低TB6钛合金的疲劳应力集中敏感性。

某新型航空发动机压气机叶片服役环境适应性研究初探

目的开展某新型航空发动机压气机叶片服役环境适应性研究,探究压气机叶片服役环境下的耐蚀性及腐蚀萌生周期。方法采用电化学工作站,开展压气机材料典型环境下标准三电极电化学试验,获取腐蚀电流。结合机场环境谱与当量折算法,利用计算得到的当量折算系数,对机场环境谱进行当量折算,编制模拟该型发动机后续服役环境的仿真加速腐蚀试验环境谱。依据该环境谱,开展压气机叶片试件仿真加速腐蚀试验。结果在模拟服役环境下的第8个当量腐蚀年限时,新型航空发动机压气机叶片开始出现局部点蚀。随着腐蚀年限的延长,腐蚀损伤程度逐渐加重。结论在服役环境下,新型航空发动机压气机叶片具有良好的环境适应性,能够满足6~8 a首翻期内的环境适应性要求。

微织构对Ti150合金锻件拉伸性能的影响

利用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)和电子背散射衍射(EBSD)等研究了Ti150合金锻件3个典型位置处的显微组织、微织构和拉伸性能。结果表明,锻件心部存在强微织构,表现为由晶体取向相近晶粒组成的条带状“宏区”,边缘和弧面等靠近外轮廓区域的微织构较弱;微织构较强区域的β转变组织内次生α相呈平行排列的集束状,而微织构较弱区域的次生α相呈编织排列;条带状“宏区”和β转变组织中的集束状次生α相均相当于粗大晶粒,增大了位错滑移距离,界面强化效应减弱,导致锻件心部的强度明显低于靠近外轮廓的区域。

新型超紧凑双级离心一体化压气机概念设计技术研究

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。

激光冲击强化对Ti6Al4V合金表面完整性和四点弯曲疲劳性能的影响

采用扫描电镜、显微硬度仪、X射线应力测量仪及透射电镜等对激光冲击强化Ti6Al4V合金的表面完整性进行了分析,采用MTS疲劳试验机测试了疲劳性能,并采用扫描电镜分析了疲劳断口,探讨了激光冲击强化机制。结果表明:经功率密度为15.9 GW/cm^2的激光处理后,其四点弯曲中值疲劳寿命较未处理试样提高了4.2~23.5倍;激光功率密度越大,试样的中值疲劳寿命越长。激光冲击强化表现出比喷丸强化更优的疲劳寿命增益效果。经激光冲击强化后,Ti6Al4V合金表面形成了深度为600~1400μm的残余压应力场,表面硬度比未强化区域提高了约10%,且亚表层内部的位错密度也有显著提高。

航空发动机典型基材防护体系加速腐蚀试验研究

采用模拟服役环境的仿真加速腐蚀试验环境谱,开展航空发动机基材试件实验室加速腐蚀试验,并于各个腐蚀周期下,采用三维显微镜对试件表面典型腐蚀损伤区域进行宏观形貌、微观损伤检测,依据检测分析结果,对同一基材、不同表面处理工艺与防护体系的试件的腐蚀损伤程度进行比对与评估,依据比对评估结果筛选耐蚀性优良的基材防护体系,为该型航空发动机基材及其防护体系的环境适应性工程应用奠定试验分析与评估基础。

离心叶轮高阶振动故障分析与改进

某型发动机离心叶轮在试验中出现盘体掉块故障,通过对故障件的复查、分析以及补充计算,确定了该故障发生的原因。结果表明:盘体掉块故障是由径向扩压器叶片引起的高阶共振造成疲劳破坏。通过结构改进,调整了叶轮的固有模态和激振源频率,避开了该高阶振动,并通过多轮考核试验验证了改进措施的有效性。

涡轴发动机导叶调节结构设计影响因素分析

本文从导叶调节机构的作动力、操纵杆刚度、联动环刚度、连杆长度、装配工艺等方面对影响涡轴发动机导叶调节结构设计因素进行分析.分析结果表明:零件间配合、安装方式和装配工艺影响着导叶调节机构的摩擦阻力,进而影响机构作动力,作动力过大会加大操纵杆和联动环的变形,从而影响着导叶的调节精度。

航空发动机齿间凹槽对篦齿封严特性的影响

运用RNG k-ε两方程湍流模型,对篦齿腔对应壁面进行开槽的篦齿内部流场进行数值分析,获得了凹槽篦齿的封严规律,研究了凹槽尺寸、压比对其泄漏的影响。计算结果表明:适当的凹槽结构可以提高篦齿的封严效率,当凹槽深度和宽度分别为6mm和2mm时,相对于光滑篦齿可提高封严效率11%。凹槽篦齿泄漏系数随着压比增大而增大,达到一定压比后,趋于平缓。不同深度和宽度凹槽对压比敏感度不一致。

某涡轴发动机组合压气机试验件设计与试验验证

着重介绍了某涡轴发动机组合压气机试验件设计与试验验证情况。针对验证试验发生的振动超限的情况,文章分别从转静子碰摩、转子动不平衡两个方面进行了分析,解释了试验现象发生的原因,最终实现转速达标,以验证该组合压气机试验件设计满足使用要求。

静子内环结构对压气机部件性能影响研究

以某压气机为研究对象,对静子内环结构和整个压气机部件的流动进行了数值模拟计算。研究结果表明:在静子内环处篦齿间隙给定为设计间隙的状态下,组合压气机设计点流量、设计点效率、设计转速峰值效率、喘点压比都有所降低,且随着静子内环处篦齿间隙变大,组合压气机气动性能下降幅度进一步增加;另外除了篦齿间隙的影响外,内环的容腔结构也会造成压气机部件性能的损失;内环环腔与压气机流道之间会形成强烈的二次流,其与静子根部间隙泄漏涡掺混后沿流向和展向扩展,造成流动损失和性能下降。

某涡轴发动机联动环偏心和变形对压气机导叶角度的影响

以某涡轴发动机为例,通过理论公式与数值模拟计算并分析了导叶角度分散度和平均值随联动环偏心和变形的变化,并通过了试验验证,为故障分析提供数据支持,为该涡轴发动机的改进优化提供方向。