“三全育人”背景下“航空发动机结构分析与设计”课程思政设计与案例式教学探索

“航空发动机结构分析与设计”课程在飞行器动力工程专业人才培养体系中占有重要地位,尤其在培养学生使用专业基础课知识解决航空发动机结构实际问题方面具有重要的意义。鉴于该课程的重要性,应当积极推进课程思政建设,将思政元素与专业知识有机融合,在传授学生专业知识的同时培养其航空报国情怀,树立学生正确人生价值观。基于“航空发动机结构分析与设计”课程特点,通过优化思政元素与专业知识体系的关系、完善教学内容设计、采用翻转课堂创新教学模式等途径,实现了思政教育与课程教学各环节的有效融合,建立了全过程、全方位的课程思政体系。

基于特征的航空发动机结构件自动数控程编技术

针对航空发动机结构件数控加工程编中存在的重复工作量大、效率低下、质量不稳定、经验依赖性强等问题,提出了基于特征的航空发动机结构件自动程编技术,将基于特征的数控程编技术应用到航空发动机领域。研究了航空发动机结构件特征定义、特征识别、自动工艺决策及轨迹自动生成技术,实现由零件导入到数控程序输出的自动化和规范化,有效提高航空发动机结构件数控程编的效率与质量,提升我国航空发动机研制能力。

航空发动机典型材料超高周疲劳试验技术研究综述

航空发动机作为飞行器最关键、最核心的部位,长期服役于高温、高载等极端环境,疲劳失效是导致发动机结构破坏的主要原因之一。随着工业的发展,发动机材料的超高周疲劳问题日益凸显。本文总结了发动机典型材料超高周疲劳关注领域的研究现状,对当前超高周疲劳试验技术的应用情况进行了阐述,包括超高周轴向振动疲劳、弯曲振动疲劳、扭转振动疲劳、复合振动疲劳等试验加载技术以及温度控制技术、损伤监测技术,并对我国航空发动机典型材料超高周疲劳试验技术的发展做出展望。

航空发动机超高周疲劳试验温度主动控制技术研究

针对航空发动机结构金属材料超高周疲劳试验中试验件表面降温需求,开展主动冷却试验技术研究,采用基于单相气体介质的强迫对流冷却方法,以PLC控制器为核心搭建了主动冷却试验控制系统,设计开发了超高周疲劳试验温度主动控制系统软件,同时该软件采用了复合PIDF控制算法,用于感应线圈大电流加热,较传统PID控制具有良好的控制效果,根据试验需求严格制定了试验操作流程,确保试验安全稳定运行。试验结果表明,该系统主动冷却控制技术首次应用于高温超高周疲劳试验,提高了试验效率,红外测温仪测量精度和温度控制误差均满足试验要求。

基于Kriging响应面模型的航空发动机套齿结构装配稳健性优化设计

对发动机套齿结构装配结构稳健性优化能够有效提高航空稳定性,传统的优化设计对制造工艺、边界条件和材料特点中的不稳定因素有所忽视,从而降低了航空发动机稳健性。目前,稳健性设计越来越备受关注,并且被广泛应用到航空领域中。在航空发动机装配设计中实现稳健性的设计中,使用Kriging响应面模型,将材料的特点作为不确定因素。在稳健性优化之后,对发动机套齿结构装配的稳健性优化前后进行了对比,分析结果表示,此稳健性的设计方法具有较高的精度,通过稳健性优化之后,航空发动机套齿结构装配的稳健性有效提高。

基于航空发动机叶片结构的电子芯片散热器设计

电子产品性能飞速提升,其芯片热流密度也不断上升,对散热器提出了较高要求。传统风冷、水冷技术性能不足、噪音大。因此提出一种基于航空发动机叶片结构的电子芯片散热器。运用叶片控制增加散热效果,采取类似航空发动机压气机的导流叶片减震结构降低散热器噪音,创新性强。

改进幂指数趋近律的航空发动机模糊滑模控制

针对滑模变结构控制趋近运动不具有鲁棒性的问题,提出了一种基于改进幂指数趋近律的航空发动机模糊滑模控制策略。采用一种参数模糊自调节的时变滑模面,"主动迎上"系统状态轨迹,而不是被动等待系统状态轨迹落在滑模面上,缩短趋近运动时间,提高控制器的鲁棒性;并提出了一种改进的幂指数趋近律,进一步削弱抖振。仿真结果表明,所设计的控制器取得了令人满意的控制效果,能有效地抑制干扰和参数不确定性的影响,削弱抖振。

连续SiC纤维增强SiC陶瓷基复合材料的现状研究

连续SiC纤维增强SiC基(SiC/SiC)复合材料具有质轻、耐高温、高温强度好、抗蠕变性能佳等特点,是下一代先进航空发动机热结构的首选。连续SiC纤维是SiC/SiC承载增韧的主要单元,是限制SiC/SiC发展和应用的关键材料。本文阐述了连续SiC纤维的发展历程,列举了国内外已经商品化的连续SiC纤维制备工艺和成本,对比了不同牌号纤维的力学性能,综述了SiC/SiC复合材料制备、性能及其应用,并对未来SiC/SiC复合材料的应用前景和发展方向进行了展望。