可变弯度导叶调节机构柔性多体仿真

为考察可变弯度导叶(VIGV)调节机构在运动过程中各零件的变形以及变形对调节精度、各叶片调节角度一致性的影响,利用有限元软件ABAQUS建立VIGV调节机构的柔性和刚性多体动力学3维模型。研究了柔性与刚体模型调节机构运动差异,并分析了变形量对叶片角度调节的影响。在此基础上,对联动环径向限位、驱动力加载速率以及运动副摩擦阻力对机构调节精度等影响进行分析。结果表明:在调节角度较小时,柔性模型与刚体模型分析结果基本相当,随着调节角度的增大,各零件的变形对调节角度的影响逐渐增大,当L形杆转动0.5 rad时,二者可调叶片调节角度相差约0.9。;在运动过程中,运动副摩擦阻力的增大将增大机构运动所需的驱动力,驱动力加载速率对叶片角度调节的影响在一定范围内可以忽略;联动环径向限位的取消或分布的不均匀均将引起叶片调节角度不同程度的差异,无联动环径向限位下,各摇臂之间的调节角度存在最大相差约0.3°的差异。

核心机驱动风扇级可变弯度导叶设计方法

为设计出适用于核心机驱动风扇级的可变弯度导叶,在基础叶型设计的基础上,采用数值计算方法详细分析了缝隙形式以及设计点的选取对可变弯度导叶性能的影响。计算结果表明:不同的气流转折角对应着不同的最佳基础叶型;在缝隙设计中采用Coanda型线可以有效提高泄漏流的附壁性能,抑制缝隙后附面层的发展,提高可变弯度导叶性能;可变弯度导叶出口气流角变化范围较大,设计点的选取对可变弯度导叶的性能有显著的影响。

新型可调向心涡轮增压器导叶调节机构设计

针对目前可调向心涡轮增压器导叶调节机构存在的问题,提出了一种安装于涡轮壳体上的增压器导叶调节机构设计方案.该新方案取消了传统增压器调节机构中的定距套(或喷嘴座)结构,利用3个钝头气动叶型固定导叶来控制喷嘴环的宽度,固定导叶的安装角与增压器设计工况点相适应.新设计方案拟减小蜗壳或导叶流道中由于特定结构所导致的局部扰动,降低其流动损失,提高涡轮效率.所设计的增压器导叶调节机构安装于涡轮壳体的排气端,中间体部分不需要做任何结构上的改动,给工程应用带来便利.对新设计方案、喷嘴座结构方案和定距套结构方案进行了相同工况的数值计算,通过分别对比效率和蜗壳出口气流角周向分布,从理论上验证了设计方案的可行性.

摆杆式导叶调节机构的设计与研究

为促进变几何涡轮在航空发动机中的广泛应用,提高变几何涡轮的工作效率,设计了一种用于变几何涡轮的摆杆式导叶调节机构。采用Adams软件对导叶调节机构进行了运动学仿真研究,仿真结果验证了调节机构设计的可行性,通过仿真发现这样的导叶调节机构至少需采用3个作动筒同时驱动才能保证涡轮调节的精度要求。在Adams中对机构进行了参数化建模,利用参数化模型分析了尺寸误差和间隙对导叶转动精度的影响,并且以前十次仿真为例计算了调节机构导叶角度重复位置精度的可靠度。研究结果表明设计的导叶调节机构结构合理、可靠性高。

可变弯度导叶缝道优化设计及分析

为满足先进航空发动机对进口导叶的需求,对可变弯度导叶缝道形式进行优化设计,利用数值模拟方法对不同工况条件下不同缝道形式可变弯度导叶的性能进行了详细的考察。计算结果表明新型可变弯度导叶总压损失更小,可承受更大的来流马赫数和后叶转角,同时攻角特性也不同。良好的缝道形式使得出口射流的大小和方向更加合理,进而抑制后叶吸力面附面层的发展,较小的前缘曲率则可以有效降低后叶前缘的压力系数。新型可变弯度导叶的性能更优,可用工作范围更大。

核心机驱动风扇级可变弯度导叶的试验研究

为获得核心机驱动风扇级可变弯度导叶在实际流场中的气动性能,开展了有效的叶栅试验。将试验结果与计算结果进行对比,一方面验证了设计方法的可靠性,另一方面为可变弯度导叶的优化设计提供了详实的试验数据支撑。试验结果表明:核心机驱动风扇级可变弯度导叶设计方法可靠,气动性能满足设计要求,远优于不变弯度导叶的性能,与形状自适应叶型性能相当。

鼓风机导叶开度调节机构的缺陷及改进

分析了鼓风机导叶开度调节机构的工作原理和运动、受力状况,找出了调节机构中存在的缺陷,并就提出的几种改进方法进行了评述,同时提出了提高调节精度、准确控制进气量的措施。

航空发动机进口导叶调节机构误差分析

为了研究航空发动机进口导叶调节机构中主要几何参数对导叶调节精度的影响,以某型号发动机进口导叶调节机构为例,建立其数学模型,推导出作动筒伸出量与导叶转角之间的函数关系,通过MATLAB仿真出函数曲线,在UG中建立机构三维模型,并在ADAMS中进行运动学仿真,验证了理论推导的准确性。在数学模型基础上推导出机构的误差分析模型,给定机构中单一参数存在误差时分析出各参数对导叶转角误差的影响规律,由此规律分析出对导叶转角误差影响较大的敏感参数,通过收严敏感参数公差,放宽非敏感参数公差,既能提高调节精度,又能降低生产成本;同时得到机构各参数误差的正负会影响导叶转角误差的正负,合理组合各参数公差的正负,使其对导叶转角误差影响的正负尽可能互相抵消,能够有效降低导叶的转角误差,提高调节精度,进而提高发动机性能和运行的稳定性。

可变弯度导叶不同缝隙结构形式特性分析

通过数值模拟手段对VIGV不同缝隙结构形式进行了比对分析。发现不同缝隙结构形式对VIGV的性能有很大的影响。研究结果表明当VIGV后叶无转角时,缝隙形式带来的影响较小,后叶转角增大时,影响增大。整体而言圆弧形缝隙形式在全工况下均有良好的性能。70°楔形缝隙在后叶大转角的情况下,在吸力面出口会形成小股高速射流,从而改善后叶吸力面的流动。后叶的转轴位置的不同对VIGV性能有较大的影响,选择合适的转轴位置,形成良好的缝道形式能有效提高VIGV的性能。

基于CAD的压气机导叶调节机构智能化设计工具开发

本文以压气机可调导叶机构设计为切入,介绍了一种基于CAD技术的压气机可调导叶调节机构设计工具。本工具利用高级汇编语音良好的交互性和用户体验性,结合CAD数据处理的高效性与准确性进行开发,具有可视性好、交互性好、操作简单易上手、推广适应性强的特点。应用该工具进行设计与用传统方法设计相比,设计精度一致,但迭代工作量更小,设计效率更高。该工具可为压气机可调导叶的调节机构设计分析优化提供技术支持和实践经验。

航空发动机导叶模糊控制器设计与参数优化

选用AMESim构建导叶调节机构液压部分的模型,在Simulink中搭建模糊控制器模型,在iSIGHT中用混合优化算法对控制器的参数进行优化.所采用的多软件联合仿真效率高,相较于常规比例积分微分(PID)控制的导叶调节机构,数值仿真最终形成的导叶调节机构响应快且超调不明显,对扰动敏感度小,动静态特性良好,有一定的实用价值.

进口导叶形式对核心机驱动风扇级的影响

以某变循环发动机(VCE)所用核心机驱动风扇级(CDFS)为研究模型,数值模拟了CDFS在真实边界环境下的流动特性,分析了单/双涵道工作模式下,不同形式的可调进口导叶(IGV)对CDFS流动特性及性能的影响机理。结果表明:不同工作模式时,CDFS靠导叶角度的开闭实现大范围的流量调节。单涵道(SB)工作模式时,不同形式的可调进口导叶(VIGV)对CDFS性能的影响差异很小;双涵道(DB)工作模式时采用常规可调导叶(CIGV)会在其吸力面产生较大的流场分离,且流通能力和流量调节范围大大降低。可变弯度导叶通过可转动部分的开闭实现CDFS对流量调节的需求;通过固定部分保证CDFS导叶进口气流攻角基本不变,同时在固定部分和可转动部分连接处所形成的收缩通道的加速效应显著抑制了导叶吸力面的流动分离。可变弯度导叶是适用于CDFS在不同工作模式下性能参数及流量调节需求的可调导叶的形式。

正在设计和制造的矿井轴流式通风机概况

我国煤矿采用的BY型、70B2型轴流式通风机,其静压效率最高在70％左右,由于无更合理的调节方式,实际运行效率常在50～60％,为了提高通风机效率,节省电能和减少因设返风道而增加的附属设备及其漏风损失,必须对矿用通风机进行更新换代,现将国内一些风机厂及其研究所正在研制不同型式的轴流式通风机介绍如下: