航空发动机叶片竹节孔加工及传热分析

介绍了一种利用电解加工法在航空发动机叶片上加工带肋冷却孔(竹节孔)的工艺方法,对其加工设备和电极制作过程进行详细的描述。实验同时分析了加工参数如加工电压、电解液种类和浓度、加工材料等对冷却孔成形的影响。并结合有限元方法,研究了竹节孔对涡轮叶片冷却效果的改善,对影响传热的参数,如传热系数与努赛尔数Nu进行了分析。

涡轮叶片竹节孔冷却通道电解加工实验研究

为了改善发动机的性能,提出了在发动机叶片上加工竹节状冷却孔的方法,以提高冷却效果.针对竹节孔加工的特点,构建了竹节孔电解加工实验系统,该系统包括工具阴极制作模块、夹具模块、电解液模块、运动控制模块和电源模块等.采用电解反拷法制作竹节孔加工工具阴极,并将其应用于竹节孔加工中,加工效率明显提高.同时对实验过程中的各种工艺参数,如加工电压、实验材料、电解液种类对竹节孔成形的影响进行分析,实现竹节孔稳定加工.

竹节孔换热性能的测试系统与仿真分析

管道内壁的竹节孔结构可以有效提高管道总体传热效率,但会出现局部的低传热带、总体压力降等问题。本文基于计算流体动力学技术,分析了同结构的竹节孔对冷却效果的影响。同时,基于PLC搭建了竹节孔换热性能的测试系统,将测试结果与仿真分析结果进行对比,验证了数值分析模型结果的正确性。

涡轮叶片内部沿周边分布的竹节孔换热特性

根据发动机涡轮叶片内部沿周边分布的竹节孔冷却通道结构建立了简化的传热分析模型.首先通过无量纲分析得到了竹节孔的平均努塞尔数不仅与雷诺数和普朗特数有关,还与"竹节"形状、通道外壁形状以及流体和固体的导热系数比等参数有关.然后,对雷诺数和冷却通道几何参数对竹节孔平均努塞尔数的影响进行了数值模拟研究,计算并对比了上述参数对平均努塞尔数的影响规律,结果表明:①"竹节"结构使平均努塞尔数显著增大,而通道外壁形状主要影响了局部热流密度和局部努塞尔数的分布情况;②随着"竹节"的节高/孔径比的增加,平均努塞尔数单调增大,阻力系数也随之增大;③可通过增大雷诺数和优化节距/节高比来提高竹节孔的平均努塞尔数,计算表明最佳节距/节高比约为10.

新型螺旋成孔根植注浆竹节管桩抗压性状数值模拟研究

新型螺旋成孔根植注浆竹节管桩是一种新的组合桩型,具有承载力高、技术含量高和安全性能好等特点。为了更好地了解新型组合桩的抗压承载机制,应用ABAQUS软件进行抗压数值模拟。通过将模拟结果与现场试验结果对比,验证了数值模型的可靠性。分析模拟结果,发现桩身竹节处存在2～3倍桩径的应力影响范围,并且存在1.6～1.8倍桩径的空壳区,竹节极限承载力从上到下排列线性增长(除第1节和最后一节)。结果还表明,竹节间距、水泥土厚度、桩侧土弹性模量以及桩端土弹性模量都对组合桩极限承载力有影响,而水泥土弹性模量的影响则可忽略。以往相似工法的极限承载力公式都不能很好地诠释本桩型的受力特性,因此,结合理论分析与抗压受力机制,提出考虑侧阻竹节影响系数的单桩极限承载力公式,与现场试验结果对比,较为接近。

竹节型人工挖孔扩底桩的应用

人工挖孔桩在灌注桩中历史最久 ,由于工艺简单 ,造价低 ,受到人们的青睐。本文介绍了一种新型的竹节型人工挖孔扩底桩的成功应用及取得的经济效益。

基于有限元方法的变截面内冷却通道电解加工技术研究

研究利用电解加工技术对变截面内冷却通道(竹节孔)进行加工。针对电解加工时加工尺寸难以测量与控制的问题,对基于有限元法的竹节孔变截面内冷却通道电解加工进行模拟分析,基于APDL语言建立内冷却通道电解加工有限元模型,提取加工后冷却孔成形尺寸数值,并以模拟参数为基础指导实际实验。理论与实验结果对比表明,该方法不仅减少了前期大量实验论证工作,而且加工效率明显提高。