某航空发动机压气机轮盘振动特性研究

基于循环对称结构固有特性的有限元分析原理,对某型航空发动机压气机轮盘的振动特性进行了研究,建立了该轮盘的实体模型及循环对称分析的有限元模型,并利用ANSYS软件进行了分析计算,根据计算结果分析了该压气机轮盘的振动特性,为其设计优化和振动安全性检验提供了数值依据。

燃气涡轮发动机压气机轮盘拓扑优化设计方法

为填补国内发动机设计体系初始阶段的不足,基于渐进结构法建立了一套适用于燃气发动机压气机转子轮盘的拓扑优化设计方法,充分考虑工程需求,对优化过程中可能出现的主结构断裂、封闭环腔结构问题,以及优化过程不可逆的缺陷,分别提出了限定全局与优化子步中可优化域、人为控制优化进程等应对措施。以轮缘径向位移协调为目标的算例表明,该方法有效提高了轮盘处内流道的保形效果,具有流程可行性与结果有效性,从而具备良好的工程实用性。

压气机轮盘简化结构强度的数值仿真分析

背景:压气机轮盘是发动机的重要组件,工作环境的应力条件复杂,其结构性能对发动机工作将产生很大的影响。目的:针对发动机轮盘进行受力分析,有利于进行轮盘结构优化设计,进而提高发动机推重比。方法:本文采用理论分析与有限元仿真相结合,基于对称假设下的轮盘简化结构强度给出径向与周向最大应力的理论解。同时,运用有限元软件ANSYS获得对应的数值仿真解。结论:经理论解与仿真解对比分析表明,本文提供的方法可用于压气机轮盘简化结构强度的求解分析。

压气机轮盘叶片槽检测方法的改进

阐述了压气机轮盘的重要性及保证图纸要求的意义,分析了现有检测方法的不足,采用关节臂测量机和UG的实体建模相结合的检测方法,避免了间接测量产生的误差,提高了检测的精度。

压气机轮盘用30Cr2Ni4MoV超纯净钢冶炼工艺研究

详细分析了压气机轮盘用30Cr2Ni4MoV超纯净钢冶炼难点及工艺控制思路,通过严格的过程控制,实现了超低P、低Mn钢的冶炼。

含销钉孔边裂纹的某压气机轮盘裂纹扩展分析

基于三维裂纹扩展分析软件FRANC3D V6.0,结合有限元软件,采用子模型技术建立断裂力学有限元模型.对带孔平板试样的裂纹扩展进行了数值模拟,分析了裂纹扩展规律,计算结果与手册解误差很小,结果表明了分析方法的可行性和准确性.建立了含销钉孔边裂纹的轮盘断裂力学有限元模型,对其进行了三维动态裂纹扩展分析,计算了应力强度因子和裂纹扩展寿命.结果表明:该分析方法简单可行,几种裂纹形式中销钉孔内表面裂纹对轮盘裂纹扩展寿命危害最大.

采用应力场强法对某型航空发动机压气机轮盘的疲劳寿命评估及试验研究

采用应力场强法对某型航空发动机压气机轮盘疲劳寿命进行了评估,对如何确定场径的大小、应力场拟合,以及应力场强因子计算等步骤进行了详细的讨论。基于该轮盘的全尺寸件开展了疲劳寿命试验。试验结果显示,采用应力场强法进行疲劳寿命评估的结果具有较高的精度,相对于传统的名义应力法具有显著的优越性。

某压气机轮盘均压孔挤压强化数值仿真和挤压头设计

采用静力学求解算法、应用弹塑性有限元分析程序对挤压强化过程进行了仿真计算,研究了摩擦因数、挤压次数、挤压量、约束方式、倒圆半径、以及配合方式等参数对残余应力场的影响.根据某压气机轮盘均压孔的具体结构形式,设计了三种挤压头:单侧挤压头、柱形头和T形头.用两种材料(不锈钢1Cr11Ni2W2MoV和镍基高温合金ЗП742)设计加工了带孔薄板模拟件,用其中两种强化方法对孔边进行了强化试验,试验结果表明:T形头挤压工艺达到了提高疲劳强度的预期效果,且操作方便实用.将试验结果和数值仿真结果进行了对比,分析表明用静力通用程序可以解决金属材料孔板挤压过程的仿真问题,能有效指导挤压强化研究.

压气机第四级盘高温低循环疲劳试验及温度控制

压气机第四级盘 (以下简称四级盘 )置于均匀温度 (390± 10℃ )场中进行低循环疲劳试验。以考核其低循环疲劳寿命储备。疲劳循环转速 :16 0 0 16 80 0r/min。循环 10 0 0次后 ,四级盘经表面无损探伤 ,未发现裂纹 ,采用电阻炉加热建立均匀温度场 ;采用通、断电的方法控制温度 ;采用经过标定的悬置于试验件上方的监视热电偶测量温度场的温度。 10 0 0次循环后 ,四级盘中心孔及蓖齿两侧外径均有胀大。

基于多层感知机的航空发动机压气机盘应力和温度预测

将发动机可测参数作为初始特征,利用人工神经网络技术建立航空发动机压气机盘应力和温度预测的MLP(multilayer perceptron)模型,采用BP(back propagation)神经网络算法进行训练。结果表明:该方法预测结果与传统有限元计算结果吻合较好,相对偏差均在1%以内,判定系数达到0.95以上,方均根误差均在5以内,且计算速度由小时级提升为分秒级,可为后续工程应用提供依据。

轮盘疲劳寿命的参量敏度分析

低周多轴疲劳失效是航空发动机压气机盘失效的主要形式。轮盘的失效往往导致极其严重的后果。本文采用差分法就轮盘疲劳寿命对各相关参量的敏度进行了分析,确定了寿命对各相关参量的敏度,并用参量敏度曲线图进行了直观的表示。

轮盘止口定心传扭结构配合面过盈量估算方法

针对涡桨发动机压气机轮盘止口定心传扭结构配合面过盈量开展研究,为其设计提供理论依据。基于拉梅公式并考虑离心载荷的作用建立套装圆筒的力学模型,利用胡克定律和变形协调方程建立套装圆筒在高转速下配合面过盈量与剩余套装应力、转速之间的关系,进而导出轮盘过盈传扭结构配合面过盈量与扭矩、转速之间的关系,提出一种在一定工况下配合面最小过盈量的估算方法,为轮盘止口定心传扭结构的设计和分析提供了理论依据,具有工程应用价值。

修正平均应力法预测轮盘破裂转速的试验研究

基于修正平均应力法,分析了TC17钛合金压气机轮盘型面尺寸参数对径向和周向破裂转速的影响,并对破裂模式的转变进行预判。进而设计了针对径向破裂模式的轮盘试验件,并开展了TC17钛合金压气机轮盘的破裂试验。轮盘破裂试验结果与修正平均应力法计算结果吻合较好,计算的破裂转速储备与试验结果的误差由修正前的7.24%下降为修正后的0.72%,可为工程应用提供依据。