航空发动机试验试车台控制系统设计

试车台控制系统是对航空发动机进行最终检测的重要手段,可以检验发动机的性能和质量,保证发动机的安全可靠。本文首先给出试车台控制系统的总体设计方案,包括系统组成、功能和架构;再详细介绍控制系统的硬件设计,包括PLC、传感器、电源模块等的选型及电路设计;接着阐述数据采集子系统的设计;最后说明了控制系统的软件设计,包括PLC和上位机之间的控制流程设计。旨在提高试车台控制系统的性能和效率,降低试车成本和风险。

固体火箭发动机试车试验噪声数据测量与分析

为了获取发动机试车过程中噪声数据的数据特征,以某型固体火箭发动机为例,设计搭建了试验测试方案和测试系统,分析研究噪声数据的时域、频域和时频域特征。结果表明:发动机舱内的噪声数据比舱外的噪声数据更接近于标准的正态分布,舱内、外的噪声谱形以及总声压级均存在较大差别,二者时频分析结果的能量分布均随着频率的升高而逐渐减少,且舱内、外测点的能量分布范围有较大差异。分析结果对获得箭体关键部位的噪声数据特征具有重要参考意义。

气氧/甲烷液体火箭发动机纵向不稳定燃烧机理研究

为研究同轴剪切喷嘴液体火箭发动机的高频不稳定燃烧诱发机理,针对单喷嘴气氧/甲烷缩尺火箭发动机开展了热试车试验和基于URANS/LES的高保真数值模拟。热试车试验得到了可重复的一阶纵向高频不稳定燃烧,数值模拟再现了试验中的不稳定燃烧,数值结果与试验结果符合良好。数值结果表明:燃烧室突扩面处的周期性涡脱落是引发、维持不稳定燃烧的激励源。整个热声振荡过程中,压力与释热率保持同步振荡,不断有能量从燃烧过程进入声场以维持纵向热声振荡,形成“燃烧-声学-流动”的能量反馈回路。周期性涡脱落本质上起到了释热相位延迟的作用,成为“燃烧-声学-流动”能量反馈回路的驱动源。

固体火箭发动机滚动球窝喷管摆动性能分析

某固体火箭发动滚动球窝喷管结构设计,必须保证在承受极端工作载荷时,系统满足最大摆角要求,摆心漂移及作动力矩皆在设计许可范围内。系统摆动中,其接头内部,滚动体与阴、阳球及保持架接触碰撞,各构件运动状态复杂。为解决决定系统结构设计和功能发挥的摆动性能这一关键问题,用并联非线性弹簧阻尼器,模拟滚动体与保持架间的弹性碰撞;用有限元法为数学工具,以阴、阳球的模态柔性描述其弹性,同时引入弹塑性摩擦接触变形的数值计算结果,建立滚动体与阴、阳球间的弹塑性接触模型;基于第一类Lagrange动力学方程,建立冷试车状态系统刚柔耦合多体动力学模型。计算分析系统摆动规律、摆心漂移及作动力矩。通过与系统冷试车及发动机热试车试验所测力矩的对比论证,检验系统结构设计、动力学建模及计算结果的正确性。

Rutting resistance of asphalt mixtures in the middle course

In order to improve the rutting resistance of asphalt mixtures in the middle course to reduce the rutting of asphalt pavement, the influence of different types of gradation with their own optimal asphaltaggregate ratios is analyzed. Some investigations are made out on the mixture in the middle course through the modified wheel tracking test in air bath and the Hamburg wheel tracking test （HWTT） in water bath, and the results of which are compared with the corresponding research in Germany. Results show that the Sup20 and the modified AC-20I have better performance than that of AC-20I under the same test conditions. In addition, the high-quality bitumen and hard aggregate can improve the rutting performance of the mixture in water-submerged conditions. The selection of modified asphalt, hard aggregate and a reasonable gradation are essential to the improvement of the rutting resistance of the mixtures used in the middle course.

基于轴头垂向加速度响应的车轮载荷推断方法研究

介绍一种可替代六分力测量车轮垂向力载荷的测量新方法。通过对某轿车车轮的轴头垂向加速度和车轮垂向力时域信号进行分析,建立了轴头与车轮之间的线性模型。利用实时信号转化法和数理统计的方法对采集得到的车轮垂向载荷和轴头垂向加速度信号的实时数据进行统计分析,得到了在试车场道路下轴头垂向加速度和车轮垂向力信号之间的统计推断模型。以某车型轿车车轮进行验证试验,利用四立柱道路模拟试验台对该轿车车轮垂向载荷和轴头垂向加速度进行标定,并且进行了试车场道路载荷谱采集。通过对比采集到的车轮垂向力载荷谱与推断的车轮垂向力载荷谱,验证了该模型的有效性,研究结果表明:基于轴头加速度响应的车轮载荷估计方法切实可行。

某型涡扇发动机数字式综合电子调节器研制

为解决某型涡扇发动机模拟式综合电子调节器普遍存在的使用寿命与发动机使用寿命不相匹配、监控水平不高、虚警不断等问题,以该型综合调节器为研究对象,完成了该型发动机数字式综合电子调节器的软、硬件系统设计。为了提高系统的可靠性,调节器内部设计了双余度硬件系统,并由系统的切换电路选择工作正常的硬件参与工作。工作过程中控制系统采用热备份的工作状态,并接收主控通道的工作信息,使备份通道始终跟随主控通道,从而保证控制系统平稳转换。最后对所设计的数字式综合电子调节器进行了试验,试验结果表明所设计的数字式综合电子调节器合理可靠并满足实际使用中的需求。

滚动球窝喷管动态性能分析

为检验极端载荷作用下,固体火箭发动机滚动球窝喷管动态性能及结构设计的正确性,理论计算中,接头内部,用并联非线性弹簧阻尼器,表征滚动体与保持架间的刚性碰撞;用有限元法为数学工具,以阴、阳球的模态柔性描述其弹性,同时引入弹塑性摩擦接触变形的数值计算结果,建立滚动体与阴、阳球间的弹性接触模型;充分考虑各构件的重量、转动惯量、材料特性及摩擦,建立系统整机刚柔耦合多体动力学模型。计算得到系统及接头内各主要零部件的运动规律、动态接触力、系统摆心漂移量及瞬时作动力矩。通过与系统冷试车试验所测力矩的对比论证,检验动力学建模方法及计算结果的合理性、正确性。

Relationship between repeated triaxial test and Hamburg wheel tracking test on asphalt mixtures

Both the repeated triaxial test （RTT） and the Hamburg wheel tracking test （HWTT） are adopted to evaluate the high temperature performance of the stone mastic asphalt （SMA） and the mastic asphalt （MA）. The correlation of the permanent deformations of the MA and the correlation of the deformation developments of the SMA between the two tests are analyzed, respectively. Results show that both the two tests can effectively identify the high temperature performance of mixtures, and the correlation between the final results of the two tests as well as that between the deformation developments of the two tests are excellent with R20.9. In order to further prove the correlation, viscoelastic parameters estimated from the RTT results is used to simulate the rutting development in the HWTT slabs by the finite element method （FEM）. Results indicate that the correlation between the two tests is significant with errors less than 10%. It is suitable to predict the rutting development with the viscoelastic parameters obtained from the RTT.

某型号固体火箭发动机推力矢量控制系统接触承载性能分析

某型号固体火箭发动机推力矢量控制系统的结构设计,必须保证在承受极端工作载荷时,喷管不能有大的轴向位移,阴、阳球与滚动体间具有一定的接触强度,同时不产生过量的塑性变形,属于复杂结构在复杂载荷作用下的弹塑性摩擦接触问题,无法解析计算且无法试验测量。为解决决定系统结构设计和功能发挥的接触承载性能这一关键问题,模拟系统冷试车试验,充分考虑材料表面强化层,建立各构件间的弹塑性摩擦接触模型。基于计算精度高的三维摩擦接触问题的Lagrange乘子法,解决了与弹塑性耦合的有限元计算问题。计算分析喷管位移,阴球、阳球与滚动体间的接触应力、摩擦应力、变形分布及材料破坏机理。通过与冷试车试验结果的对比分析,检验系统接触承载性能、有限元法及结果的正确性。为该型号推力矢量控制系统的设计提供一种更为高效、精确的计算方法。

固体火箭发动机滚动球窝喷管弹塑性摩擦接触承载性能分析

固体火箭发动机滚动球窝喷管的弹塑性摩擦接触承载性能,属于复杂结构在复杂载荷作用下的弹塑性摩擦接触问题,它直接决定着系统的结构设计和功能发挥。为保证系统在承受极端工作载荷时,喷管不产生大的轴向位移,阴球、阳球与滚动体间具有一定的接触强度,同时不产生过量的塑性变形,设计阶段,基于计算精度高的三维摩擦接触问题的Lagrange乘子法,解决了与弹塑性耦合的算法问题;在滚动体运动分析及摩擦测试的基础上,模拟系统冷试车冲压试验,充分考虑材料表面强化层,建立了各构件间的弹塑性摩擦接触模型。有限元计算结果及冷试车分解试验、系统作动力矩测试试验结果表明,系统弹塑性摩擦接触承载性能满足结构设计要求,有限元建模及计算结果正确。

履带拖拉机支重轮的塑变磨损研究

采用有限元分析方法对履带拖拉机支重轮在工作过程中所受接触应力进行了计算 ,并进行了实验室磨损试验和试车磨损试验 ,深入研究了支重轮的磨损形变机制。结果表明 :支重轮由于具有较低的轮面硬度和较大边缘接触应力 ,因此在较短的工作期间内发生严重的塑变磨损 ,进而产生变形、失效 ;感应加热表面淬火可以大幅度提高支重轮的轮面硬度 。

双组元25N发动机热辐射影响研究

对双组元推进系统25N发动机对某飞行器热辐射的影响进行了数值仿真分析,认为该发动机长时间工作时本体对周围部件的热辐射影响不可忽视。设计并实施了某飞行器双组元推进系统25N发动机热试车搭载试验,试验结果证实了发动机热辐射影响的严重性,验证了热防护措施的可行性。提出了该飞行器双组元25N发动机热辐射影响防护设计方案。研究结果可为后续双组元推进系统发动机组热设计提供参考依据。

数控卧式加工中心大修方法及工艺

以1999年出厂的新泻SPN63数控卧式加工中心为例,通过机械部分和电气的拆卸及检查维修,总结归纳数控卧式加工中心的大修流程、方法、工艺和标准。

微型涡喷发动机推力测量的新方法与验证

为了测定微型涡喷发动机的推力,设计了一种摆架式测力装置,通过台架试车试验测量了发动机推力、转速等工作性能参数,以及发动机尾喷管进口总温、总压等热力状态参数,再利用一维气动理论和试车数据计算得出理论推力。结果表明:实测推力与理论推力基本吻合,验证了推力测量方法的合理性。在此基础上进一步分析了发动机的单位推力、推重比、单位迎面推力等指标,研究表明该发动机高速性能优于低速性能,满负荷工况下发动机推重比为7.4,迎风推力为15 kN/m 2,并且在结构紧凑性方面具有优化设计空间。

水冷式燃气采集装置设计及应用

介绍了水冷式燃气采集装置的结构组成 ,重点介绍了采集器和安装架的结构设计及采集器的载荷计算和强度校核 ,并介绍了水冷却系统、引气系统及水冷式燃气采集装置在发动机台架试车中的应用情况。最后依据设计、安装调试和应用验证给出结论。在某发动机十多次的台架试验应用中 ,都成功地采集到供气体分析的燃气 ,从而获得一些水冷式气体采集

数控卧式加工中心大修方法及工艺

高速、高精度是机床制造业发展的重要驱动力,机床良好的加工性能取决于机床整机的静动态特性。精密加工中心的动态性能 由其质量、刚度和阻尼决定通过机械部分和电气的拆卸及检查维修,总结归纳数控卧式加工中心的大修流程、方法、工艺和标准。

某型涡轴发动机喘振攻关与验证

针对某型涡轴发动机夏季试车时常发生加速喘振故障的问题,使用故障树初步分析引起喘振的主要原因,并通过径向扩压器叶片进行流场仿真、串装、多台发动机对比计量、试车试验等,对喘振原因进行深入分析。研究表明径向扩压器进口叶根倒角变大对发动机加速性能有一定程度的改善作用,大气条件对发动机加速性有一定影响,径扩面积越大、叶根圆角与进气边转接越顺滑,越有利于加速性能。