纺织空调系统喷雾低压轴流通风机的气动优化设计

本文采用最优化理论和数值计算方法,应用VB高级语言与Excel电子表格相结合,对纺织空调系统喷雾用低压轴流通风机进行噪声流型的优化设计计算。对低压轴流通风机的优化设计有指导意义。

新结构钛合金薄壁低压轴工艺研究

低压轴为发动机上的重要的钛合金薄壁回转件,该零件尺寸和技术条件多,精度要求高,特别是内孔加工难度很大。经过分析研究,合理安排工艺路线和加工方法,选择合适夹具和刀具,研究具体加工方案。

51-50-3型汽轮机低压轴端汽封的改造

阐述了51-50-3型汽轮机低压轴端汽封的改造。通过改造,减少了机组低压端的漏空气量,提高了机组的内效率。并大大降低了检修劳动强度。

涡扇发动机低压轴断裂故障在线检测方法

针对低压轴断裂易引起涡轮飞转的问题,需在运营环境中进行涡扇发动机低压轴断裂的机载在线检测。采用机载测量的高压物理转速和低压物理转速等参数,建立了基于物理转速变化率和转差关系的低压轴断裂故障在线检测方法。通过发动机工况仿真识别了能够准确区分正常加减速过程、喘振过程和断轴过程的物理参数,设置了检测判定逻辑和判定阈值。结果表明:在断轴后的0.1 s内,低压转速变化率出现瞬间最小值;在0.2 s内,高压转速变化率变为正值。该方法检测响应时间为0~0.5 s,可以实时检测出低压轴断裂故障,有利于控制系统及时采取停车等处理措施以防止核心机被损坏,不会由于发动机正常停车、加减速、喘振和高压轴断裂而导致虚警,检测可靠性高,具有较高的工程实用性。

服役条件下低压涡轮轴多参数载荷谱计算

为了获得使用条件下航空发动机低压涡轮轴的多参数载荷谱及联合概率分布,基于发动机的气动相似准则,采用多元非线性回归方法建立气动载荷模型,通过对转子及支撑结构的合理简化,采用结构力学理论建立机动载荷模型,结合服役发动机的飞行测量参数,快速转换出低压涡轮轴的气动扭矩、气动轴向力和机动弯矩剖面。在此基础上,对载荷剖面进行峰谷检测和雨流计数,形成载荷的峰谷循环矩阵。为了考虑载荷之间的相关性,采用核密度法估计各种载荷变量的边缘概率分布,采用Copula函数构造低压涡轮轴载荷的联合概率分布函数,通过拟合优度检验确定了最优分布函数。结果表明:与统计数据结果相比,建立的联合概率分布函数具有较好的计算精度,可以满足工程应用需要。

纤维增强复合材料低压涡轮轴强度分析设计

研究连续纤维增强复合材料低压涡轮轴结构在扭转载荷作用下的静强度分析设计问题。以Ti-6-4/SC6为有限元模型结构材料,以复合材料层合板理论为基本力学理论基础,以蔡-吴强度失效准则为判定依据。对不同复合材料轴结构进行强度分析及失效判定。以某型航空发动机低压涡轮轴为基础模型进行有限元建模。通过"复材轴"和"分段轴"两种复合材料轴结构模型对复合材料铺层、铺角对轴结构力学性能及强度影响规律进行研究。以"复材轴"模型结构研究±45°与+45°两种普遍铺层方案的优劣,在研究"复材轴"铺层方案的基础上,以±45°铺层方案研究"复材轴"和"分段轴"及传统钛合金轴静强度性能对比。最后从工程实际角度针对"分段轴"给出提高强度的两种措施。

航空发动机低压涡轮轴结构参数建模与分析

为研究成熟核心机的衍生发展能力,基于流体力学原理及强度理论,提出了1种低压涡轮轴结构参数的建模方法。根据涡扇发动机基本原理,建立了风扇叶尖直径、风扇角速度和低压涡轮轴输出扭矩的数学模型,并根据扭转强度、破坏扭矩和扭转稳定性等强度理论,建立了1种低压涡轮轴结构参数的数学模型。运用该模型讨论了某型核心机的衍生发展能力,分析了涵道比、低压涡轮轴壁厚与其外径及质量间的影响规律。结果表明:当涵道比一定时,低压涡轮轴外径与壁厚成反比,质量与壁厚成正比;当壁厚一定时,低压涡轮轴外径和质量均与涵道比成正比。

低压涡轮轴的工艺研究

本课题以某批产机种薄壁空心长轴为研究对象,通过合理的安排加工工艺路线,完成零件内外型面的加工,满足零件壁厚差要求,提高零件加工质量,为后续四代机涡轮轴类零件的加工积累宝贵经验,达到了预期目的,完成了课题研制任务。

GH4169低压涡轮轴深孔钻削试验研究

低压涡轮轴是保证航空发动机稳定性的重要组件,其内孔加工质量直接影响航空发动机的性能。针对低压涡轮轴的结构与材料分析,结合深孔钻削的加工特点,制定了合理的加工工艺方案。通过对加工零件的理论分析和经验分析,选择合适的加工刀具进行深孔钻削试验,并确定了钻削参数组合为主轴转速n=170r/min,进给量f=0.06mm/r,切削液流量为Q=110L/min。使用该套工艺参数进行零件加工,经检测,加工内孔直径、表面粗糙度和孔直线度均满足产品加工要求。

基于车铣复合的低压涡轮轴加工工艺研究

低压涡轮轴是航空发动机的关键转动零件,发动机工作时,低压涡轮轴长期在交变载荷环境下工作,所以其结构复杂,材料多为高温合金、高强度钢等,具有切削性能差、加工周期长等特点。本文采用车铣复合机床来加工低压涡轮轴,与传统的低压涡轮轴加工工艺路线相比,其生产效率和加工质量明显提高,成本显著下降。

某发动机低压涡轮轴模态试验研究

涡轮轴是发动机的关键件和重要件之一,用于联接涡轮盘、轴承座等零件。由于涡轮轴在高转速、高温度、变负荷条件下工作,工作条件恶劣,因此涡轮轴工作可靠与否直接影响发动机的寿命和安全。涡轮轴不仅传递扭矩还承受转子自身的重力、不平衡力等影响,所以轴的振动问题不可避免。该文简要介绍了采用模态试验的方法来分析、确定涡轮轴的振动特性,为某型发动机整机振动排故提供试验数据。

某型燃气轮机低压涡轮轴强度分析

利用ANSYS软件对某燃气涡轮发动机低压涡轮轴进行了强度计算和强度分析,提出了涡轮轴在设计制造中应注意的问题,为燃气轮机的研制和改进提供参考。

某型发动机低压涡轮轴疲劳寿命试验研究

[目的]通过某型发动机低压涡轮轴在标准载荷下的疲劳寿命试验。确定其疲劳安全寿命；通过加大载荷的试验，确定其危险截面。[方法]在我厂自行研制的大型立式双轴综合加载疲劳试验器上，采用对七根低压涡轮轴进行不同试验载荷下的疲劳寿命试验。[结果]在标准循环载荷下，某型发动机低压涡轮轴能够达到低循环10^4次，高循环10^7次标准循环寿命。在大振动扭矩作用下套齿部位为危险截面；在加大载荷的破坏试验下，暴露出其危险截面为头部φ11.5mm冷却孔处。

低压涡轮轴设计方法研究

低压涡轮轴是保证涡轮部件正常工作的关键零件,所受载荷比较复杂。为了更好地进行低压涡轮轴设计,避免设计过程中出现反复迭代,将低压涡轮轴分为中段设计、连接结构设计和局部结构设计;且强度分析融入结构设计,弥补了先结构设计后强度分析设计修改存在滞后性,提高了低压涡轮轴设计质量和效率。

金属基复合材料低压涡轮轴结构高周疲劳寿命估算

研究基于名义应力法的连续纤维增强复合材料轴结构疲劳寿命的估算方法,并通过与实验寿命值对比,验证寿命预测方法的有效性。针对某型低压涡轮轴,模拟其实际受载情况,设计并建立了连续纤维增强复合材料低压涡轮轴结构有限元分析模型,经计算获得轴结构的名义应力,结合修正后的复合材料S-N曲线,估算出复合材料轴结构高周疲劳寿命。通过比较不同铺层方案复合材料轴结构高周疲劳寿命,总结出铺层方案对结构疲劳寿命的影响规律。

纤维增强复合材料涡轮轴失效模式分析方法验证

针对连续纤维增强复合材料涡轮轴结构失效模式分析问题,基于宏-细观力学跨尺度分析方法,建立了与轴结构试验件尺寸相符合的有限元仿真计算模型,预测轴结构的危险位置并计算应变和位移响应,与试验结果进行对比验证。通过研究层合板主偏轴之间的关系应力的转化,将危险单元各个方向的宏观应力响应计算结果转化到细观力学RVE模型上,即为细观力学RVE模型受载情况;建立细观力学代表性体积元(RVE)模型,通过编程模拟实现模型的周期性边界条件,模拟复合材料轴结构损伤演化情况,并计算纤维增强复合材料应力响应,确定失效包线,结合损伤演化过程判别轴结构危险位置失效模式。开展复合材料失效模式验证试验,通过声发射及扫描电镜技术,实现对失效过程中不同失效模式的判别。将模拟仿真计算结果与试验结果对比分析,验证连续纤维增强复合材料涡轮轴结构失效模式分析方法的有效性。

复合材料轴结构力学性能预测及铺层方案设计

针对连续纤维增强金属基复合材料轴结构力学性能预测问题,考虑纤维呈四边形和六角形两种周期性排列方式,基于细观力学有限元方法,建立六种代表体积元(RVE)模型,计算该材料的宏观力学性能参数,并与已有的三种细观力学模型计算结果进行对比分析。在此基础上,以低压涡轮轴为研究对象,将选定的RVE模型预测所得的宏观力学性能参数应用于该纤维增强复合材料轴结构的铺层方案设计中,利用数值模拟方法计算该轴结构在给定弯矩、扭矩作用下的变形量和应力,并分析铺层角度、厚度及铺层顺序对轴结构抗弯、抗扭性能的影响规律。研究发现纤维按某种特定的铺层角度组合铺设,可有效提高轴结构的抗弯、抗扭性能,通过计算分析提出了铺层设计方案。

纤维增强复合材料涡轮轴结构静强度计算与分析

基于适用于纤维增强复合材料的细观力学代表体积元(RVE)法和材料强度失效参数计算公式,计算体积分数为40%的SCS-ULTRA纤维增强TC17基复合材料的力学性能参数和强度失效参数,建立以实际某型号发动机低压涡轮轴为背景,并用SCS-ULTRA纤维增强TC17基复合材料代替原有高温合金材料,应用复合材料宏观强度准则中的蔡—吴张量失效准则,对其进行静强度计算与失效判定,总结作为衡量趋近失效程度的蔡—吴强度指数随轴结构复合材料铺层数的变化规律,同时对铺层总数为27层的轴结构进行给定载荷下的强度计算,得出轴结构内部每一铺层的强度指数及铺层强度指数随铺层位置、45°铺角不同的变化规律,并预测在极限载荷下轴结构铺层首先出现失效的情况。

细长空心涡轮轴加工工艺研究

低压涡轮轴是典型薄壁空心长轴,该零件材料为GH4169,切削工艺性差,难加工,刀具易磨损,加工硬化现象严重,加工过程中零件转速不能太高。零件大头锥面直接过渡到轴身及深孔结构特点,需要设计、制造特殊结构的专用深孔钻头、深孔铰刀等专用工装、数控机夹刀具。寻求最佳的走刀路线和接刀点位置,调整、优化数控程序,摸索最佳切削参数,通过切削试验来验证数控程序的正确合理。