某振动夹具参数优化设计方法研究

为了提升航空发动机燃油控制系统附件产品振动夹具正向设计与优化能力,以某液压机械装置产品振动夹具为研究对象,通过对该振动夹具进行参数化建模,以振动夹具结构尺寸参数为设计变量,振动台尺寸约束和夹具重量指标要求为约束条件,利用多目标遗传算法等多目标优化设计,在兼顾振动夹具重量指标及一阶固有频率最大化目标前提下,使得优化后振动夹具一阶固有频率提高了22.5%,夹具重量减小了11.2%,提升了振动夹具的性能。优化验证与对比证明了设计方法的可行性及有效性。该方法可以推广应用到后续产品振动夹具优化设计中,从而提升振动夹具的振动传递特性品质,为保证振动试验考核结果的准确性奠定基础。

航空燃油离心泵抗汽蚀优化设计及仿真

针对航空燃油离心泵工作时出现的汽蚀问题,采用正交试验法对离心泵叶轮进行优化设计。选取叶轮出口直径D 2、叶轮出口宽度b 2、叶片数Z、叶片厚度H为正交试验的4个因素,完成了正交试验并对试验结果进行极差分析,得到了以泵汽蚀余量为优化指标的影响排序,并最终获得最优参数组合。通过流场仿真对现用离心泵和优化后离心泵的泵汽蚀余量和蒸汽质量分数进行对比,优化后的航空燃油离心泵泵汽蚀余量小于现用离心泵泵汽蚀余量,且蒸汽质量分数降低了19.98%,说明优化后的离心泵抗汽蚀性能显著提高。

某涡扇发动机喷口收放特性研究

航空发动机在节流状态下喷口控制规律的实现对起动性能和推力的影响至关重要。为了研究某型涡扇发动机节流状态喷口收放转速差问题,对慢车域喷口控制装置进行了深入的分析,采用AMESim进行建模,通过对弹簧刚度、油嘴直径、回油压力、介质温度以及活门间隙的影响进行深入研究。结果表明,喷口收放转速差与油嘴直径、活门间隙以及介质温度有关,与弹簧刚度无关,并提出适当提高活门右端间隙可以减弱介质温度对喷口收放转速差的影响。

基于某型航空发动机三相交流测速发电机的转速测量

转速指标作为航空发动机控制系统的关键参数,直接影响到发动机工作的稳定性。文章针对三相交流测速发电机的工作方式进行研究,设计了一种转速测量电路,实现了转速信号的稳定、可靠采集。电路仿真及工程验证结果表明,该测量电路工作稳定,其功能及采集精度达到了设计要求。

某型发动机燃油泵加速调节器调整规律研究

燃油泵加速调节器的功能是在某型航空发动机加速时控制加速供油量,其调节规律直接影响发动机加速性的调整。根据加速供油量与加速活门前燃油压力的对应关系,推导出了影响加速供油量的主要因素,并通过对加速活门进行受力分析,分别得出了调整钉、放气嘴与加速活门前燃油压力以及加速供油量之间的调整规律。在该燃油泵上分别对调整钉和放气嘴直径的变化对加速供油量的影响进行了验证。结果表明,加速调整钉和放气嘴的变化均会改变产品加速供油量,各因素分别在发动机不同的工作状态起到主要调节作用,其试验结果与理论计算一致。

耦合CFD径向微动分析的航空齿轮泵轴承起动瞬时润滑特性研究

为研究处于动态起动过程中航空齿轮泵齿轮轴-轴瓦隙内油膜的润滑问题,在齿轮泵CFD仿真模拟的基础上,基于齿轮轴所受载荷与轴承间隙起动混合支撑作用的动力学关系,实现了耦合CFD的轴心径向微动分析。对处于齿轮泵瞬态场影响下的滑动轴承起动瞬时润滑特性及接触行为进行了数值分析。仿真结果表明:齿轮泵瞬态场变化产生的载荷波动对轴心微动产生的影响在起动低偏心阶段更为明显,造成的最终静平衡位置在不同方向上差异为0.43%和7.29%;润滑界面微观粗糙度的影响存在于起动高偏心阶段;在泵进口压力不变的条件下,其出口压力的增大不改变固体接触力的作用时间,但会使接触现象加剧;齿轮泵稳定工作转速的增大会减小接触作用时间,并且使不同方向接触力的差值减小;齿轮泵工况改变对于最小油膜厚度的影响相似于轴心轨迹,当出口压由3.02MPa增至9.1MPa时,最小膜厚减小率最大可达26.32%和101.43%。

机床电主轴动静压轴承性能的仿真和试验研究

先进制造方式需要机床具有高速高精密的电主轴功能部件,选用动静压轴承可以提高车削加工中心电主轴的刚度和回转精度,因此选择动静压轴承作为主轴的支撑形式。轴承周向有4个浅腔形式油腔,以小孔节流形式恒压供油。建立润滑分析模型,分析轴承的承载力、最小膜厚和温升等静态性能指标。在卧式试验台上测试轴承的动态性能,结果表明:刚度随着转速的增加主要呈增大趋势,转速在3 000~6 000 r/min时刚度值比较稳定;水平方向和垂直方向的最大振幅分别为4.5、3.9μm。若要提高回转精度可对转子轴系进行优化,并做好动平衡及隔振。

半开式复合叶轮离心泵不同叶顶间隙的水力特性分析

针对服务于航天低温循环系统的半开式复合叶轮离心泵效能利用率低的问题,研讨了其内流场在3种不同叶顶间隙下的工作情况。应用ANSYSY-Fluent软件对3种不同叶顶间隙的流场进行三维定常全流场数值模拟,得出3种叶顶间隙对离心泵内流特性的影响规律。通过对实物泵的水力特性试验以及试验结果与数值模拟结果对比分析,得出叶顶间隙是半开式离心泵存在能量损耗原因之一,减小叶顶间隙有利于提高效能利用率,并确认了试验数值模拟的可靠性。

斜盘式轴向柱塞泵最小留长比的计算与仿真

柱塞设计合理与否是影响柱塞泵寿命的重要因素之一,而柱塞的最小留长比是柱塞设计的关键指标。为了提高柱塞泵使用寿命,需要对柱塞最小留长比设计方法进行深入研究。首先结合柱塞受力采用数值分析的方法得到柱塞最小留长比的理论计算公式,并应用ANSYS仿真软件对结果进行对比复核,此后将计算结果应用到产品中进行试验考核,验证了最小留长比计算的正确性,从而为最小留长比的设计提供了一种有效方法。此外应用以上设计方法对4种常用缸体材料的最小留长比进行了计算分析与试验验证,得到了相应的最小留长比,为工程实践中最小留长比的实际选用提供了一定的数据支持。

一种气压自适应伺服活门的结构和特性

提出了一种适用于航空发动机控制的气压自适应伺服活门结构。基于该结构的工作原理建立了数学模型,利用AMESim进行了仿真分析,得出了该结构的气压自适应伺服特性,对弹簧刚度、杠杆比、真空膜盒有效面积等关键设计参数的影响和选取进行分析研究。结果表明,基于真空膜盒构建的伺服活门结构可以实现气压自适应控制,该结构具有控制线性好、气压跟随好等特点,并成功应用于某型活塞位置控制系统。通过合理选取杠杆比参数可以获取不同的控制特性,在航空发动机控制领域有广泛的应用前景。

恒压变量柱塞泵斜盘偏心距的计算与仿真

斜盘偏心距设计合理与否是影响恒压变量柱塞泵稳定工作的因素之一。为了使柱塞泵获得良好的工作品质,需要对斜盘偏心距设计方法进行深入研究。采用数值分析的方法得到斜盘偏心距的理论计算公式,并应用Simulink仿真软件搭建仿真模型求得斜盘偏心距值。深入分析了影响斜盘偏心距取值大小的因素,将分析结果应用到产品中进行试验考核,验证了斜盘偏心距计算的正确性,为斜盘偏心距的设计提供了一种有效方法。此外,应用以上设计方法对8型产品进行了斜盘偏心距的计算复核,结合实践经验总结出了斜盘偏心距值的合理取值范围,为斜盘偏心距的设计提供了一定参考。

润滑油水侵对动压可倾瓦推力轴承润滑性能的影响

针对核主泵、船用轴系等特定工况下推力轴承润滑油的进水问题,以46润滑油和68润滑油为例研究润滑油水侵对推力轴承润滑性能的影响。通过黏度测试获得润滑油中水分质量分数为0、0.5%、1.0%时的运动黏度,采用黏温曲线对润滑油含水前后的动力黏度进行表征。将润滑油的黏温关系代入推力轴承的润滑计算当中,获得不同含水量下轴承的最小油膜厚度、温升、流量及功耗等静态特性参数,并分析含水量对推力轴承起飞转速的影响。研究结果表明:润滑油含水后对最小油膜厚度和功耗影响较大,对温升和流量影响较小;随着润滑油含水量的增加最小油膜厚度和功耗均降低,而温升增大,流量减小;使用2种润滑油在不含水和水分质量分数为0.5%时的起飞转速都在50 r/min以下,水分质量分数为1.0%时起飞转速都在50 r/min以上,表明随着含水量的增加起飞转速增大。

燃油泵某活门组件卡滞故障仿真及参数优化

为了分析活门组件卡滞故障的主要原因,首先,基于非线性接触理论,采用ANSYS Workbench软件对活门组件在多载荷耦合作用下的变形情况进行仿真分析,仿真结果正确复现了活门卡滞现象,证明了仿真分析方法的正确性。其次,通过对故障现象进行机理分析建立活门组件卡滞、磨损故障树,对故障树中底事件进行建模仿真分析,最终将导致活门组件卡滞、磨损现象发生原因归结为活门组件配合段过长及活门组件间间隙设计过小两个主要因素。最后,将活门组件间间隙作为优化参数进行参数优化分析,最终确定最优间隙值。优化后活门组件在同种工况及边界条件下没有出现卡滞现象,说明结构优化方向及措施合理有效,其为后续活门组件间隙设计及产品排故提供了一定的参考。

基于Recurdyn仿真的滚动轴承失效分析

针对汽心泵外场使用中滚动轴承的多次失效,通过Recurdyn仿真分析了其最大接触应力和油膜厚度,得出该滚动轴承由于接触应力过大造成失效,验证了其仿真分析结果与计量分析的一致性,同时,针对失效原因提出了改进措施,并进行了Recurdyn仿真验证。