叶片式旋流畸变发生器数值模拟研究

为研究旋流畸变对压气机性能和稳定性的影响,设计了一套叶片式旋流畸变发生器,使用不同弯角的叶片以改变旋流畸变的结构和强度。采用CFD数值模拟方法对旋流畸变发生器的特性和详细流场进行了研究,结果表明,叶片式旋流畸变发生器具有对涡和整体涡均可形成、总压恢复系数高、旋流强度调节方便的优点,旋流切向气流角最大可达25.1°;随着流量减小,对涡和整体涡的总压恢复系数增加,旋流强度先保持不变,在降至一定的流量值后急剧上升。在压气机进口截面,对涡强度近端壁区域最大,叶中区域最小。整体涡偏心时,压气机进口的旋流方向并不完全一致,在叶根局部区域会形成反向旋流。

离心泵叶轮三维造型

离心泵叶轮是离心泵的最主要的部件,它的设计与造型至关重要。通过利用读入数据和、pro/e,对离心泵叶轮进行三维造型,为下一步的分析计算打下基础。

双吸三元扭曲叶片离心泵的造型

双吸三元扭曲叶片离心泵具有叶片形状复杂与多流道等特征,其三维造型涉及问题较多,在泵的三维造型中具有普遍性。为此,以GAMBIT软件为设计平台,结合一个具体的双吸离心泵的造型实例,介绍了双吸离心泵扭曲叶片叶轮和螺旋形蜗壳等部件三维造型的方法,并给出了创建实体模型的详细步骤及三维模型图;此外,还简要说明了在Gambit软件中建模需要注意的问题。

65Mn钢圆锯片基体的热处理

６５Ｍｎ 钢１６００ｍｍ 圆锯片基体的淬火变形是影响产品质量和成品率的关键。研究发现，原材料的带状组织和淬火工艺的不合理是造成锯片基体淬火变形的两个主要原因。通过增加正火，控制淬火参数，改变淬火方法，达到了减小热处理变形的目的。

航空摄影镜间快门机构的设计

本文设计了一种应用于测绘型数字航空摄影相机的新型镜间快门,该快门具有结构紧凑、布局合理及可靠性高等特点,快门采用双叶片结构形式实现了五叶片快门同样高的快门效率。快门通过小型化设计,实现同轴轮系按不同传动比驱动双叶片旋转实现控制曝光的目的。控制电机转速连续调节叶片转速,可获得合适曝光量。对快门进行了模拟和实验分析,实验结果表明,快门的曝光时间范围达到1/100s^1/1000s,效率达到85%,快门对光学畸变影响小,具有曝光时间范围广、快门效率高和刚度较大等优点,同时刚度和强度满足相机的使用要求。

跨声速风扇流场中弯叶片抗畸变能力研究

采用全流道三维非定常数值模拟的方法研究了进口总压畸变条件下静叶弯叶片对跨声速风扇流场的影响,给出了静叶弯曲对风扇流场的改善情况。重点分析了不同叶高处动静叶流场的变化情况。

航空发动机薄壁叶片精密数控加工技术研究

加工变形是影响薄壁零件数控加工效率、精度和表面质量的关键性制约因素。本文针对航空发动机薄壁叶片精密数控加工中的变形问题 ,在分析钛合金叶片结构和工艺特点基础上 ,提出了叶片的精确定位方案、以及支撑叶片并控制弹性变形和残余应力变形的有效方法。通过五坐标数控编程和加工试验对新方法进行了验证。测试结果表明 ,采用新方法加工出的叶片满足设计性能要求 ,不但质量上优于传统制造工艺 ,而且制造成本显著降低、周期缩短 6 0

进口总压径向畸变对扩压叶栅弯叶片流场性能的影响

为进一步探讨低速条件下弯叶片在扩压叶栅中的适用条件,用数值分析的方法研究了五种径向总压畸变的进口条件对扩压叶栅中弯叶片作用的影响。结果表明:进口总压畸变的型式能够影响弯叶片在扩压叶栅中的作用,影响分别为畸变层厚度的影响和主流区总压与端壁总压之差的影响。在一定的范围内畸变层越厚或压差越大,弯叶片对吸力面角区低通流区的密流增加越明显,从而更大程度地改善了端区的通流能力和流场性能,也极大地降低了叶栅损失。

复合材料桨叶鼓包变形分析

复合材料桨叶设计重点考虑其疲劳性能和环境老化性能,变形失效问题则很少涉及。通过对处于不同变形损伤阶段的桨叶结构和复合材料损伤情况进行观察分析,对复合材料桨叶的变形失效问题进行了分析和讨论。结果表明:桨叶叶根材料在叶根套离心力压迫、离心应力及循环载荷下出现塑性变形损伤累积,使得玻璃纤维织物和泡沫塑料出现鼓包堆积,最终导致桨叶变形失效;在叶根部位增加刚性支撑结构,增强叶根填块的粘接强度可以共同抵抗离心力和棘轮效应引起的轴向应力和应变,可以有效预防桨叶的变形失效。复合材料构件在设计时除了要考虑常规的疲劳性能外,材料棘轮效应可能引起的复合材料变形失效问题也要加以重视。

透平叶片变切削力加工参数研究

文章分析了透平叶片的刚性特点和其在切削力的作用下的变形情况,得出各位置的力与变形的拟合关系。然后,根据各区域给定的叶片变形量的控制要求,得出各个区域合理的切削力。最后将切削力要求体现在变切削参数中,为透平叶片的变切削参数加工提供了理论依据。研究结果表明了将变切削参数加工应用于透平叶片的切削加工中有效的提高了其加工精度。

圆锯片轴向变形的检测

圆锯片的变形检测是对之进行应力预处理前的一道必需的工序,传统的测量手段比较落后。文章提出了一种基于PCI总线的新型测量方法,对测量方案和原理进行了比较详细地描述,并给出了部分原理图。

航空发动机进气畸变诱导叶片振动的研究

介绍了进气畸变导致的叶片振动响应的一般分析方法 ,讨论了引起叶片振动响应的周向总压畸变导致的激振力谐波的计算方法 ,并结合某型发动机叶片试验结果和计算结果进行对比 。

金刚石框架锯锯切研究(Ⅸ)-锯条张紧变形和应力的有限元分析

本文对国内外锯切张紧力的理论和测量研究结果、锯条的失稳倾斜进行了全面的综述,然后根据锯切力研究的数据,采用有限元法对不同加工条件下锯条锯齿焊接根部受力和锯条的变形等问题进行了研究。结果表明,在锯切过程中锯条与结块焊接边缘两侧出现应力最大值,因此较易产生疲劳裂纹;锯条的挠度随偏心力的增大而增大;不同结块位置上的锯条受到的力和变形是不同的;在通常的切削过程中,张紧力的存在可以保证锯条的刚性,但不可能因为锯条张紧力和切削力的抵消作用,使得锯条呈现直线状并切削。仅仅在合适的加工条件下,锯条在切削段的局部区域可能表现为相对较为平直和良好的切削接触状态。

进口畸变条件下轴流压气机转子内流的PIV研究

用50%堵塞比的插板畸变屏模拟低速轴流压气机进口流场畸变,用P IV(粒子图像速度场仪,ParticleIm age V e loc im etry)技术测量均匀和畸变进气条件下压气机转子叶片通道内的流场结构。实验表明,进气畸变条件下压气机流场在转子叶片通道内不同的周向位置会产生四种不同的流动结构状态,同时,进气畸变大大增加了漩涡扰动、流动亏损和转子叶排气流分离的强度,这样必然会对压气机的性能产生很大的影响。实验也验证了经典平行压气机理论的缺陷。

球头铣刀加工倾角对汽轮机叶片变形影响

球头铣刀加工汽轮机叶片时的加工倾角是影响叶片加工质量的关键因素之一。通过建立球头铣刀加工汽轮机叶片的数学模型,应用MATLAB软件的人机对话功能,编制了计算球头铣刀加工叶片时作用在叶片3个坐标方向上的力的图形界面。从而可以计算出作用在叶片法线方向的作用力,该力可以反映加工时叶片的变形情况。通过计算验证:当球头铣刀加工汽轮机叶片时的加工倾角为45°时,作用在叶片法线方向上的力最小,叶片变形最小。

非均匀进流下喷水推进泵的内流特性和载荷分布

为描述实际航行时喷水推进泵非均匀进流的结构特点,解释喷水推进泵实际性能与试验测试值之间的差异,采用雷诺时均模型和RNG k-ε湍流模型数值计算非均匀进流下喷水推进泵的外特性,对比后获得了非均匀进流下喷水推进泵外特性降幅曲线,其中扬程和效率的最大降幅均为30%。进一步求解内流场,结果表明:非均匀进流中的低能螺旋流受旋转叶片的诱导,在轮缘处演变为以周向分离涡为主的进口畸变流,流道堵塞,受排挤的工作流体因液流角过大在叶片轮毂处发生流动分离,最终卷吸形成螺旋分离涡;此分离涡沿径向扰动叶片前缘流场,诱发回流和二次流,加剧了水力损失。同时,分离涡破坏绕翼环流,改变叶片静压分布,导致叶片载荷由前载型转变为中载型,削弱了叶片做功能力。因此,内流特性和载荷突变共同证实了非均匀进流是喷水推进泵性能下降的主要原因。

In718合金叶片冷却过程热-力耦合场三维数值模拟

在确立高温叶片冷却过程辐射和对流边界换热系数的基础上,依据有限元理论对In718高温镍基合金末级叶片终锻后的冷却过程进行了热-力耦合三维数值模拟。研究了叶片冷却过程中的温度、应力和应变分布及变形规律。结果表明:初始时刻叶片表面和环境温差较大,温降较快,随着冷却过程进行,温降速度变缓;叶片形状复杂,非均匀的热传导和换热作用使等效应力和应变分布不均匀,从而产生附加内应力,榫头与叶身交接处应力最大,易于产生裂纹;叶片在冷却时发生了严重翘曲,叶尖部分的翘曲明显。

UG技术在扭曲叶片三维造型中的应用

扭曲叶片广泛应用于中高比转速叶轮,本文以UG技术对扭曲叶片进行了造型,从而有助于设计人员及时、直观地发现叶片的水力特性和机械特性。可以看出,将UG技术引入叶片水力设计领域,将对提高叶片性能产生积极的重要影响。

畸变进气下叶片弯曲对某转子叶尖区域流场的影响

以跨声速轴流压气机NASA转子11为原型进行周向弯曲改进,对得到的周向弯曲转子与原型转子内流场在相同的进出口条件和设计转速下进行了非定常数值模拟,结果表明:在一个非定常周期的不同时刻,弯曲叶片叶尖前缘压力面与吸力面静压差都小于原型转子,弯曲转子叶尖处低轴向速度气流团的位置相比原型转子更靠近出口,同时弯曲叶片吸力面附面层内的低能流体更不容易向叶尖区域迁移。

周向畸变条件下叶顶喷气对压气机失速特性的影响

在低速单转子轴流压气机实验台上对周向畸变条件下叶顶喷气进行了实验研究,通过时域分析和一维连续小波方法分析了压气机失速先兆在周向、径向分布规律及失速先兆尺度变化情况。测量结果表明,均匀进气和25%畸变条件下施加3种喷气时,转子出口失速先兆都在叶顶位置产生,50%和75%畸变条件下施加喷气量为0.29%和0.41%主流质量流量时,转子出口失速先兆位置发生变化,向叶中偏移。同时,对失速先兆尺度进行了分析,在均匀进气条件下时,随着喷气量的增加,失速先兆尺度不断增大,且类型发生变化,由突尖型失速先兆向长尺度型失速先兆转变,而周向畸变条件下进行叶顶喷气扩稳时,失速先兆都表现为长尺度型失速先兆。