面向盘类零件的加工仿真方法及工艺参数优化研究

针对风扇盘材料的本构模型进行参数辨识,为使有限元模型的模型上有准确的加工应力场进行贴合,对TC11钛合金残余应力进行经验公式的建模,开展残余应力仿真方法研究。对风扇盘半精车小端进行仿真建模与验证。基于残余应力仿真结果进行工艺参数优化,通过实例加工验证了方法的有效性。

基于声信号的航空发动机风扇叶盘共振特征识别

航空发动机风扇叶盘模态密集,激励源丰富,使得风扇叶片容易共振出现裂纹、掉块等故障。针对振动应力、叶尖振幅和传声器阵列等测试方法复杂、成本高、周期长等特点,在风扇进气管道口布置单个传声器测量进口声信号,并对声信号进行时频分析,能够清晰识别出风扇叶盘的同步、非同步共振特征,结合计算结果分析获得共振转速和固有频率,与叶尖振幅测量结果相比最大误差分别为0.22%和0.42%,验证了该结果的准确性,为航空发动机风扇叶片盘设计和故障诊断提供了简单、有效的监测手段。

航空发动机风扇盘破裂试验中心拉杆预紧力分析

针对航空发动机风扇盘破裂试验中心拉杆预紧力,分别采用解析法和有限元法开展理论研究。采用分段圆筒的简化思想,建立了风扇盘及其专用工装的简化模型,基于弹性力学和材料力学理论,结合变形协调方程,推导了风扇盘破裂试验中心拉杆所需预紧力的计算公式。在此基础上,分别利用推导公式和ANSYS Workbench有限元分析软件,对风扇盘破裂试验中心拉杆预紧力进行了计算。通过对比解析法和有限元法得出的计算结果,分析了产生误差的原因,提出了提高解析法计算精度的措施。研究成果为同类航空发动机轮盘强度试验中心拉杆的结构尺寸优化和中心拉杆预紧力的确定提供了参考依据。

果树喷雾用圆盘风扇三维气流速度场数值模拟与验证

为研究用于果树风送喷雾的圆盘风扇气流速度场分布特性,采用k-ε紊流模型和稳态求解方法,设置合适的边界条件,对单、双风扇不同出口风速的气流速度场进行三维稳态数值模拟和试验验证。结果表明,双风扇同时送风时,在离两风扇中心1～3m的范围内,中心区域的风速明显小于两边的风速,在3～5m的范围内中心区域的风速和两边的风速相差不大。模拟值与试验值对比表明变化趋势一致,二者的拟合直线决定系数R2分别为0.8044和0.7957,所建模型可以比较准确地模拟风扇气流速度场的分布。

圆盘风扇风送喷雾气流速度场的CFD模拟及试验验证

为了研究圆盘风扇气流速度场分布特性及各因素的影响规律,建立了基于CFD模拟的沈力SF-4型风机气流速度场分布模型,并且设计实验验证了模拟结果。研究表明,进口气流速度变化对气流场分布特性无明显影响,但与风扇轴中心距离不同的截面上气流场速度分布规律有较大差异。双风扇同时送风时,对彼此气流场影响显著,且双风扇气流场气流速度分布均匀。模拟值与试验值对比表明,所建模型可以比较准确地模拟圆盘风扇气流场的分布。

圆盘风扇辅助喷雾对雾滴沉积分布影响试验研究

采用立体布样的方法,用5mg/L的"丽春红?2R"稀释水溶液代替农药在室内进行了圆盘风扇辅助喷雾雾滴沉积分布试验,研究了用于仿形喷雾的圆盘风扇的雾滴沉积分布影响规律。试验结果表明,无风助喷雾时,雾滴沉积在短距离内急剧下降,射程短。纸卡反面,雾滴沉积明显少于有风助喷雾的雾滴沉积。有风助喷雾时,沿射程方向雾滴沉积有急剧下降和缓慢下降两个阶段。不同采样高度上,出口风速对雾滴沉积分布影响不同。纸卡正面,采样高度1.8m时,出口风速对雾滴沉积影响不大,采样高度1.5m和1.2m时,雾滴覆盖率与风机转速成正比。纸卡反面,不同的采样高度上雾滴沉积覆盖率与出口风速线性关系均显著。

航空发动机多辐板风扇盘拓扑优化与形状优化设计技术

为了设计出高性能航空发动机风扇盘结构,首先采用基于自适应随机抽样双向渐进拓扑优化方法对风扇盘进行拓扑优化,得到轮盘合理拓扑构型,然后基于该拓扑构型,采用形状优化方法对轮盘构型做进一步优化。结果表明,在满足强度要求下,设计出了高性能的三辐板、四辐板风扇盘最终减重19.23%,21.59%(其中拓扑优化减重17.12%,19.43%),并且最优解应变能密度分布更加均匀,说明了宽弦风扇盘的合理构型是由若干辐板组成的多辐板结构。

三维裂纹整体参数化模化方法

发展一种独立于几何结构基于参数设计的三维平片裂纹扩展有限元模拟通用方法.该方法通过包含整个裂纹面的镶嵌裂纹模型,具有裂纹体自动形成,模拟裂纹多自由度扩展的能力.通过多个典型的工程裂纹扩展模拟算例,说明该方法的精度、效率与通用性.

升力风扇垂直起降飞机阻力特性分析

结合升力风扇系统动量理论方程和固定翼飞机的升阻计算模型,建立了升力风扇垂直起降飞机升阻特性估算模型。通过该模型得到了升力风扇垂直起降飞机的典型阻力特性曲线,并分析了全机总体参数对于过渡态阻力峰值的影响关系,进而得到了关于升力风扇垂直起降飞机总体布局设计的相关指导原则。

有无涵道动力下的类BWB低速布局气动特性研究

随着航空飞行器的不断发展,新型非常规气动布局研究早已成为世界航空大国的关注焦点。基于TRIP 3.0软件平台通过等效盘模型应用到涵道风扇内外流一体化模拟中,完成对类BWB低速布局有无涵道风扇动力下的气动特性和流场影响分析。首先,对某单独螺旋桨验证算例进行分析;然后,对单独涵道风扇进行计算,得到设计推力下的涵道动力叶片数、安装角及转速等参数;最后,将设计推力下涵道动力参数应用到类BWB低速布局全机有无动力模拟中。结果表明:计算拉力和扭矩值与试验值吻合较好;尾部布置的涵道动力对机身后段及尾翼压力分布影响显著;涵道对前方气流抽吸作用,加速机身后段上表面气流流速,减小内侧平尾有效迎角,对机身和平尾升力以及俯仰力矩系数影响较大;在小迎角状态下,涵道动力对机身增升作用明显,会产生明显低头力矩,但对平尾作用正好相反,且两者增量大小相当,使得全机增升效果不显著,且俯仰力矩变化较小。

空调用圆盘式风机盘间距的确定

从圆盘风机的特点出发，分析了单个圆盘转动时，其表面带动气体的流动情况；在轴对称流动的假定下，用量纲分析法，探讨了圆盘所能带动气流层的厚度．利用分析结果考察了一个圆盘风机，在其他条件相同的情况下，分别对三个不同的圆盘间距作了测试．结果表明，圆盘风机在最大风量时的盘间距与分析的结论较一致．

煤矿轴流风机动叶调节机构的设计计算

阐述了通风机动叶片自动调节系统的工作原理,针对煤矿轴流风机完成其动叶片自动调节系统的设计计算及选型,设计了此系统的液压盘闸控制系统、动叶片角度调节控制系统和角度调节的执行机构。对轴流风机动叶调节机构主要关键部分进行了较为精确的强度校核,保证了所设计通风机的安全性,具有较强的实用价值。

涵道风扇气动特性影响因素数值计算研究

以某涵道风扇系统模型为研究对象,基于滑移动网格技术,建立了非定常气动力计算方法,并用风洞试验对其进行了验证分析。并在此基础上计算分析了影响涵道风扇系统气动特性的黏性效应、桨-涵道间隙以及桨盘位置等因素。结果表明,黏性效应代表了桨尖和涵道之间附面层干扰的大小,考虑黏性效应能够提高气动力计算的准确性;桨-涵道间隙决定了螺旋桨影响涵道的效果,间隙越小,影响越大,在涵道产生的附加拉力越大;桨盘位置则决定了进入螺旋桨的流场品质和桨-涵道间隙,合理的位置应保证涵道截面对气流的整流效果最佳且间隙符合设计要求。

某风扇/增压级非设计点性能计算及进气畸变影响分析

在原流线曲率法程序的基础上,增加了适用于高速风扇/压气机的双激波损失模型.真实地反映了高速风扇/压气机的实际工作状况,提高了预测高速风扇/压气机非设计点性能的准确性,完善了分析进气畸变对风扇/压气机性能及稳定性影响的准三维计算模型.针对一台外涵转子叶尖马赫数大于1.4的大涵道比风扇/增压级,计算分析了其非设计点性能以及进气畸变的影响.计算结果与试验结果吻合较好,精度可靠,可应用于工程实际.

弱刚度环类零件装夹变形的研究

弱刚度环类零件车削加工易变形,在装夹过程中产生的弹性形变是造成加工后形状误差的一个重要原因。将普通卧式车床上所使用的三爪自定心卡盘改良为扇形卡盘,分别计算了2种装夹方式产生的理论变形量,建立了影响装夹变形的各个因素与变形量之间的函数关系,根据计算结果得到了扇形卡盘的最优结构参数,并通过有限元仿真实验,针对齿圈这类典型的弱刚度件的2种装夹方式进行了对比验证,为减小弱刚度环类零件的装夹变形提供了理论基础。

K系列给煤机结构改进

结合K系列给煤机的使用情况 ,分析其存在的缺点 。

基于ANSYS的二维发动机风扇盘结构应力分析方法研究

为了提高发动机风扇盘二维有限元模型应力分布的精确度,选择典型的三辐板结构,利用ANSYS 12.0完成三辐板风扇盘三维结构的有限元建模.同时建立三辐板风扇盘的二维轴对称有限元模型,将非轴对称载荷分解成傅里叶级数,并求解了其径向应力、周向应力和等效应力,对比了传统的二维分析、非轴对称加载二维与三维分析的结果.结果表明:施加均布载荷的二维模型应力分布与三维模型的应力分布情况相差较远,施加非轴对称载荷的二维模型的应力分布与三维模型的应力分布情况较为接近.与只施加均布载荷的方法相比,本方法提高了发动机风扇盘二维有限元模型应力分布的准确性.

热处理制度对TC4钛合金风扇盘组织和性能的影响研究

随着国产大飞机及其发动机的自主研制,TC4钛合金被用来制造发动机风扇盘,该风扇盘锻件尺寸大、结构复杂,且为工作时承受很大载荷的转动件,对TC4钛合金锻件综合力学性能要求苛刻。为提高风扇盘锻件的组织与力学性能水平,需要对其热处理工艺进行系统的研究。研究了不同热处理制度对TC4钛合金风扇盘锻件组织和性能的影响。采用光学显微镜分析了锻件的显微组织,测试了锻件的拉伸性能、断裂韧度和应变控制的低周疲劳性能等力学性能。试验结果表明:与普通退火相比,固溶时效处理后具有更好的组织均匀性和综合力学性能;固溶温度升高,室温、400℃拉伸强度增加,但室温应变控制的低周疲劳性能和断裂韧度稍微有所降低;固溶后的冷却速率增加,室温、400℃拉伸强度增加,室温应变控制的低周疲劳性能和断裂韧度稍微降低;TC4钛合金风扇盘锻件最佳的热处理制度为T_β-(40~60)℃/2 h,WQ+700℃/2 h,AC。

风机叶轮直线型叶片与单圆弧前盘的交线方程

研究通风机叶轮的直线型叶片与单圆弧前盘的交线，并推导出了相关的交线方程，利用此方程就可以直接计算出直线型叶片的展开图及其面积、质量、重心位置等参数。最后作了实际运算，计算结果与实物一致。

风机毂盘裂纹原因分析

风机毂盘的质量直接关系到电站风机运行的安全,其出现裂纹将造成电厂停产。通过断口宏观和微观形貌观察、内部组织观察、化学成分分析、硬度和力学性能测试,分析了风机轮毂在使用过程中断裂失效的原因。结果表明:毂盘表面裂纹存在两种形式;近表面裂纹内部存在脱碳现象,该裂纹产生于锻造过程,后期的调质处理加剧了脱碳的深度;贯穿性裂纹为疲劳裂纹,起裂于毂盘表面。