压气机辊轧叶片前后缘圆滑转接建模方法

针对压气机辊轧叶片前后缘头后续数控加工制造与叶身圆滑转接的要求,提出一种基于夹持态叶片缘头多测绘点的一次配准和制造公差约束的二次配准的辊轧叶片前后缘圆滑转接建模方法,该方法可以更精确地构建辊轧叶片前后缘头圆滑转接计算机辅助设计模型,满足后续数控加工的需求。进行基于实测数据的建模验证,结果表明所提方法可以实现辊轧叶片无余量叶身与缘头区域的高精度圆滑转接。

一种基于几何调控的辊轧叶片前后缘加工曲面自适应重建方法

针对航空发动机压气机辊轧叶片前后缘溢料端数控加工问题,提出了一种基于设计曲面几何调控的前后缘加工曲面自适应重建方法。根据自由变形理论以及曲面能量控制原理,建立了具有变形约束能力的自由曲面几何调控模型;利用该模型建立了基于遗传算法求解的辊轧叶片前后缘加工曲面自适应重建策略。该策略通过微量调整叶片设计曲面几何形状,使其在逼近叶身型面测量数据的同时尽可能维持初始几何形状,最终实现了辊轧叶片前后缘加工曲面的自适应重建。实例验证结果表明:利用该方法获得的辊轧叶片前后缘加工曲面可以在保证叶片形状精度的同时实现其与实际叶身的圆滑转接。

高频周期位移激励下的叶片辊轧机振动特性研究

根据齿轮齿条啮合特性,建立了含有高频周期位移激励的叶片辊轧机非线性垂直振动模型。采用多尺度法求解了系统非线性振动的近似解,研究了高频周期位移激励的振幅、频率对叶片辊轧机非线性垂直振动的影响。研究结果表明:随着高频周期位移激励振幅的增加,系统振幅增加,且振动系统出现了高次谐波振动;高频周期位移频率的增加使振动系统振幅、频率减小,且高次谐波振动减弱。研究结果为叶片辊轧机系统动态特性优化提供理论依据。

随机参数下叶片辊轧机传动系统动力可靠性分析

针对叶片辊轧机传动系统工作可靠性低的问题,综合考虑齿轮副的物理参数、几何参数及轧制力等因素的随机性,建立了叶片辊轧机传动系统非线性动力学模型,运用变步长Runge-Kutta方法求解了系统的动态响应,通过概率疲劳累积损伤理论,建立了叶片辊轧机传动系统的动力可靠度模型,计算得出了各随机参数的变异性对系统及齿轮传动件的动力可靠度的影响。将计算结果与Monte-Carlo方法计算结果进行了对比,验证了本文作者所提方法的可行性,研究结果为叶片辊轧机齿轮传动系统的可靠性优化设计提供了理论依据。

航空发动机叶片冷辊轧过程本构模型

为了保证航空发动机叶片冷辊轧过程数值模拟的可信度,需要获得准确的材料本构模型。针对叶片辊轧过程大塑性变形,几何、材料、边界条件非线性的特点,通过对本构理论的研究,找到了适合于叶片辊轧过程的Yoshida-Uemori本构模型。为了确定本构模型中的材料参数,设计了叶片材料镍基变形高温合金GH4169在不同状态下的力学性能实验。通过实验所得数据,分析了GH4169合金的变形特点,确定了Yoshida-Uemori本构模型中的待定参数,并且发现GH4169合金在不同状态下的力学性能具有明显差异。

间隙误差条件下辊轧机传动系统动态特性分析

基于齿轮系统动力学及非线性系统动力学理论,建立了考虑时变啮合刚度、综合啮合误差以及齿侧间隙等因素的叶片辊轧机传动系统的非线性动力学模型。采用数值积分方法对含间隙非线性微分方程组进行了求解,研究了齿侧间隙对辊轧机传动系统的动态特性影响。研究表明:齿侧间隙增大使系统由简谐振动进入混沌振动;传动系统啮合状态由双边冲击转为单边冲击,且间隙的增加对上轧辊一级齿轮-齿条以及二级齿轮-齿条啮合动态响应影响较大,对下轧辊齿轮-齿条啮合动态响应影响较小。

叶片辊轧机辊系在准周期激励作用下的振动特性分析

考虑两种不同频率的周期外部激励的作用,建立了含有准周期外部激励的叶片辊轧机非线性垂直振动动力学模型。采用多尺度法求解了系统主共振情况下的幅频特性方程,研究了系统在两种频率周期外部激励作用下的幅频响应变化规律,并且研究了高频激励参数对系统的动态特性影响。研究结果表明:随着高频激励系数的增加,系统的固有频率增大,系统主频与高频振动幅值加剧;高频激励频率在一定范围内增大,则高频振动幅值相应减小。

间隙条件下辊轧机两级传动系统动态特性分析

为了分析含间隙等非线性因素对叶片辊轧机传动系统的动态特性影响,建立了考虑轧辊轴承座水平间隙、齿侧间隙、综合啮合误差以及时变啮合刚度等因素的叶片辊轧机两级传动系统的非线性动力学模型。采用RungeKutta法对非线性微分方程组进行求解。研究了不同激励频率以及不同轧辊轴承座水平间隙对辊轧机传动系统的动态特性影响。分析表明,激励频率以及间隙的增加使系统由周期运动进入了混沌运动,且振动幅值增大,对上下轧辊齿轮传动系统影响大一些,对上轧辊二级齿轮-齿条传动系统的影响小一些。