高空模拟状态下长焦距低压涡轮转子叶片温度场测试

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作者 赵飞 徐春雷 闻泽智 《航空发动机》 北大核心 2025年第1期146-150,共5页

为验证发动机叶片冷却设计效果,提高发动机寿命及可靠性,开展了高空模拟状态下低压涡轮转子叶片表面温度场测试技术研究。基于辐射测温原理,设计了一种长焦距、可变测量角度的光学高温计探头,并在此基础上进行了测试改装方案设计、冷却... 为验证发动机叶片冷却设计效果,提高发动机寿命及可靠性,开展了高空模拟状态下低压涡轮转子叶片表面温度场测试技术研究。基于辐射测温原理,设计了一种长焦距、可变测量角度的光学高温计探头,并在此基础上进行了测试改装方案设计、冷却气源系统设计、光学高温计标定及涡轮叶片发射率测量,在不改变发动机结构的情况下成功实现了高空模拟环境下发动机中间状态低压涡轮转子叶片表面温度测试,获取了低压涡轮转子叶片尾缘及叶背的温度场分布数据。结果表明:涡轮叶片尾缘温度高于叶背温度;最高温度位于尾缘中间偏上位置;同一截面位置每个叶片温度无明显差异;随着距离发动机轴线半径逐渐减小,涡轮叶片各截面径向平均温度逐渐降低。 展开更多

关键词 低压涡轮转子叶片 温度场 温度测试 高空模拟条件 航空发动机

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航空发动机单晶高温合金涡轮转子叶片增材修复技术研究进展 被引量：1

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作者 秦仁耀 曲致奇 +3 位作者 陈冰清 孙兵兵 张学军 张国会 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期1-14,共14页

单晶高温合金涡轮转子叶片是航空发动机的核心热端部件之一,对航空发动机的推力和性能具有决定作用,其服役损伤增材修复技术是航空装备特种加工领域最具挑战的工作之一。本文系统梳理了航空发动机单晶高温合金涡轮转子叶片的增材修复工... 单晶高温合金涡轮转子叶片是航空发动机的核心热端部件之一,对航空发动机的推力和性能具有决定作用,其服役损伤增材修复技术是航空装备特种加工领域最具挑战的工作之一。本文系统梳理了航空发动机单晶高温合金涡轮转子叶片的增材修复工艺方法及其应用进展;针对单晶合金增材修复中易产生的热裂纹缺陷问题,从热裂纹形成机理、关键影响因素和控制措施等角度进行了归纳;总结了单晶合金增材修复组织及性能的研究进展。在此基础上,展望了单晶高温合金涡轮转子叶片增材修复的未来发展方向,指出单晶合金修复专用合金材料成分设计、新工艺开发和基于深度学习的多目标协同优化是此领域未来的重要研究方向。 展开更多

关键词 单晶高温合金 涡轮转子叶片 航空发动机 增材修复 热裂纹 杂晶

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DD6镍基单晶涡轮转子叶片失效分析 被引量：12

3

作者 胡霖 佟文伟 +1 位作者 高志坤 韩振宇 《航空发动机》 2016年第4期81-86,共6页

为了排除某航空发动机DD6镍基单晶高温合金涡轮转子叶片在室温振动试验中发生的裂纹故障,对故障叶片进行了外观检查、断口分析、表面检查、解剖检查、化学成分分析、金相检查、应力分布计算及热模拟试验,确定了故障叶片裂纹的性质和产... 为了排除某航空发动机DD6镍基单晶高温合金涡轮转子叶片在室温振动试验中发生的裂纹故障,对故障叶片进行了外观检查、断口分析、表面检查、解剖检查、化学成分分析、金相检查、应力分布计算及热模拟试验,确定了故障叶片裂纹的性质和产生原因。结果表明:涡轮转子叶片裂纹为高周疲劳裂纹,叶片局部区域存在异常的γ′筏排组织是导致该叶片产生早期疲劳开裂的主要原因,且附近区域腐蚀过重及结构上处于应力集中区,也促进了疲劳裂纹的萌生及扩展。针对这些故障,建议优化叶片结构并对腐蚀检查进行严格监控,防止出现γ′筏排组织及腐蚀过重现象,从而避免此类故障再次发生。 展开更多

关键词 DD6镍基单晶 涡轮转子叶片 γ′筏排组织 故障分析 航空发动机

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涡轮转子叶片非接触振动测试试验研究 被引量：6

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作者 刘美茹 朱靖 +3 位作者 滕光蓉 肖潇 乔百杰 陈雪峰 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期1216-1225,共10页

基于叶尖定时的非接触振动测量技术广泛应用在风扇/压气机冷端叶片振动测试中,而在热端部件特别是高压涡轮转子叶片中的应用尚存在传感器冷却、定时脉冲不易获取等问题。开展叶尖定时光纤传感器加温和冷却试验研究,确定涡轮端光纤传感... 基于叶尖定时的非接触振动测量技术广泛应用在风扇/压气机冷端叶片振动测试中,而在热端部件特别是高压涡轮转子叶片中的应用尚存在传感器冷却、定时脉冲不易获取等问题。开展叶尖定时光纤传感器加温和冷却试验研究,确定涡轮端光纤传感器的最佳冷却方式,通过控制冷却气体的流量,可将叶尖定时光纤传感器在1100℃的工作环境中冷却至650℃以下,使传感器处于许可工作温度范围;开展某型号高压涡轮H型转子叶片非接触振动测量试验,通过设定合理的放大倍数和触发电压阈值,实现H型叶片叶尖定时脉冲信号的精准获取。上述试验研究结果可为非接触振动测试系统应用于整机、核心机涡轮转子叶片振动监测提供强有力的数据支撑。 展开更多

关键词 转子动力学 涡轮转子叶片 叶尖定时 振动测试 非接触

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大型风力涡轮转子叶片增强材料应用现状及发展趋势 被引量：8

5

作者 滕冬华 高克强 《玻璃钢／复合材料》 CAS CSCD 2010年第6期81-85,共5页

大型风力涡轮转子叶片是风电机组系统有效捕获风能的关键部件,基本上由各种复合材料制成,因此结构材料的性能是影响叶片正常稳定运转的决定性因素之一。本文简述了国内外风电产业尤其是叶片技术的变革历程和发展趋势,概括了各种风电叶... 大型风力涡轮转子叶片是风电机组系统有效捕获风能的关键部件,基本上由各种复合材料制成,因此结构材料的性能是影响叶片正常稳定运转的决定性因素之一。本文简述了国内外风电产业尤其是叶片技术的变革历程和发展趋势,概括了各种风电叶片用高性能增强材料的性能特点和应用现状,对存在的问题提出了一些建议,并对风电叶片的未来发展进行了展望。 展开更多

关键词 风力涡轮转子叶片 增强材料 复合材料

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DD6单晶合金涡轮转子叶片裂纹与内腔等轴晶成因研究 被引量：2

6

作者 胡霖 高志坤 《航空发动机》 北大核心 2018年第6期91-96,共6页

为排除某航空发动机DD6单晶合金涡轮转子叶片振动试验过程中出现异常裂纹的故障,开展了裂纹外观检查、断口宏观和微观形貌分析、表面检查、解剖分析、显微组织检查、成分分析及应力分布计算等工作,对故障叶片失效原因及内腔局部区域的... 为排除某航空发动机DD6单晶合金涡轮转子叶片振动试验过程中出现异常裂纹的故障,开展了裂纹外观检查、断口宏观和微观形貌分析、表面检查、解剖分析、显微组织检查、成分分析及应力分布计算等工作,对故障叶片失效原因及内腔局部区域的等轴晶成因和机理进行研究。结果表明:DD6单晶合金涡轮转子叶片裂纹性质为高周疲劳,裂纹过早萌生与叶片内腔存在等轴晶有直接关系,且附近存在无枝晶的异常组织也促进了疲劳裂纹的萌生及扩展。同时,等轴晶在叶片使用之前已存在,是由于内腔工艺孔处的高温合金焊料遗留,高温真空焊接时形成易形核质点。建议加强对叶片内腔生产质量的控制,并对叶片内腔工艺孔附近危险部位进行严格检查,避免此类故障再次发生。 展开更多

关键词 DD6单晶合金 涡轮转子叶片 内腔 等轴晶 高温合金焊料 航空发动机

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钛铝合金将用于制造LEAP发动机低压涡轮转子叶片 被引量：1

7

作者 索德军 《航空发动机》 2014年第3期84-84,共1页

2014年4月,法国Snecma和Mecachrome公司就CFM国际公司的LEAP-X发动机钛铝（TiAl）合金低压涡轮转子叶片签订了采购合同,这是TiAl合金在世界范围内首次在单通道客机发动机低压涡轮转子叶片上应用。为制造TiAl合金叶片,2家公司合作开发了... 2014年4月,法国Snecma和Mecachrome公司就CFM国际公司的LEAP-X发动机钛铝（TiAl）合金低压涡轮转子叶片签订了采购合同,这是TiAl合金在世界范围内首次在单通道客机发动机低压涡轮转子叶片上应用。为制造TiAl合金叶片,2家公司合作开发了1种特殊工艺,并且建造了整套的生产设备。 展开更多

关键词 涡轮转子叶片 钛铝合金 发动机 低压 LEAP 制造 TIAL合金 采购合同

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前缘气膜孔布局对涡轮转子叶片流动传热的影响

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作者 吴向宇 丁新星 +2 位作者 谢建文 张志述 韩绪军 《航空发动机》 2017年第3期5-9,共5页

为了研究不同前缘气膜孔布局对叶片内部冷却系统、温度场分布的影响,针对某典型冲击-对流-气膜复合冷却高压涡轮转子叶片,保持叶片主体冷却结构不变,通过改变叶片前缘各列气膜孔的数量形成5种结构方案,完成了1维流动换热及3维有限元温... 为了研究不同前缘气膜孔布局对叶片内部冷却系统、温度场分布的影响,针对某典型冲击-对流-气膜复合冷却高压涡轮转子叶片,保持叶片主体冷却结构不变,通过改变叶片前缘各列气膜孔的数量形成5种结构方案,完成了1维流动换热及3维有限元温度场计算。并模拟发动机工况,试验研究了叶片内腔流量特性、叶片中下部2个截面的平均冷却效果随压比、流量比的变化规律。计算及试验结果均表明:涡轮转子叶片前缘气膜孔数量及布局对叶片前腔冷气量、前缘温度分布影响明显,而对后腔冷气量、尾缘温度影响较小。 展开更多

关键词 气膜冷却 涡轮转子叶片 流量特性 冷却效果 航空发动机

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燃气涡轮机导片与转子叶片交互作用的非定常流场数值模拟 被引量：1

9

作者 彭荣强 《机械设计与制造》 北大核心 2008年第4期34-35,共2页

采用ICEM-CFD软件建构O-H网格系统,分别模拟二种不同的涡轮导片及转子叶片间隙在转动效应下流场结构。模拟的数据与实验值做比较后,发现在涡轮导片及转子叶片流场预测上,已能有效预测流场的边界层流、分离流的发展以及导角叶片与转子叶... 采用ICEM-CFD软件建构O-H网格系统,分别模拟二种不同的涡轮导片及转子叶片间隙在转动效应下流场结构。模拟的数据与实验值做比较后,发现在涡轮导片及转子叶片流场预测上,已能有效预测流场的边界层流、分离流的发展以及导角叶片与转子叶片间的多震波的流场现象,另外亦能针对涡轮叶片压力总损失及轮机效率加以分析,为涡轮机的改进设计和优化提供了理论依据。 展开更多

关键词 燃气涡轮机 涡轮导片及转子叶片间隙 非定常流 数值模拟 涡轮机效率

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燃气涡轮机导片与转子叶片交互作用的非定常流场数值模拟

10

作者 彭荣强 《汽轮机技术》 北大核心 2008年第1期26-28,共3页

采用ICEM-CFD软件建构O-H网格系统,分别模拟两种不同的涡轮导片及转子叶片间隙在转动效应下流场结构。模拟的数据与实验值做比较后,发现本研究在涡轮导片及转子叶片流场预测上,已能有效预测流场的边界层流、分离流的发展以及导角叶片与... 采用ICEM-CFD软件建构O-H网格系统,分别模拟两种不同的涡轮导片及转子叶片间隙在转动效应下流场结构。模拟的数据与实验值做比较后,发现本研究在涡轮导片及转子叶片流场预测上,已能有效预测流场的边界层流、分离流的发展以及导角叶片与转子叶片间的多震波的流场现象,另外亦能针对涡轮叶片压力总损失及轮机效率加以分析,为涡轮机的改进设计和优化提供了理论依据。 展开更多

关键词 燃气涡轮机 涡轮导片及转子叶片间隙 非定常流 数值模拟 涡轮机效率

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某型航空发动机涡轮叶片和轮盘榫齿裂纹故障力学分析 被引量：14

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作者 郑旭东 蔚夺魁 +1 位作者 王兆丰 董红联 《航空发动机》 2005年第3期35-38,共4页

针对某型航空发动机发生的涡轮转子叶片和轮盘榫齿裂纹故障,应用大型结构分析程序Ansys对该叶片和轮盘进行了接触应力、振动特性及低循环疲劳寿命的计算分析,并针对各种可能的公差组合对榫头和榫齿喉部应力的影响进行了分析;根据计算结... 针对某型航空发动机发生的涡轮转子叶片和轮盘榫齿裂纹故障,应用大型结构分析程序Ansys对该叶片和轮盘进行了接触应力、振动特性及低循环疲劳寿命的计算分析,并针对各种可能的公差组合对榫头和榫齿喉部应力的影响进行了分析;根据计算结果找出并分析了故障发生的原因。 展开更多

关键词 航空发动机 涡轮叶片 轮盘 榫齿 裂纹 故障分析 裂纹故障 力学分析 低循环疲劳寿命 涡轮转子叶片

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液体火箭发动机涡轮叶片结构特性的有限元分析 被引量：5

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作者 魏鹏飞 吴建军 陈启智 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第2期29-31,共3页

为了提高液体火箭发动机的可靠性、可用性以及可维护性而进行的发动机寿命预估与减损控制研究,需要对发动机的零(部)件进行结构特性分析。通过建立某型液体火箭发动机涡轮转子叶片的有限元分析模型,分别进行无阻尼自由振动下的模态分析... 为了提高液体火箭发动机的可靠性、可用性以及可维护性而进行的发动机寿命预估与减损控制研究,需要对发动机的零(部)件进行结构特性分析。通过建立某型液体火箭发动机涡轮转子叶片的有限元分析模型,分别进行无阻尼自由振动下的模态分析、无阻尼强迫振动下的谐波响应分析与有阻尼强迫振动下的瞬态响应等结构动特性分析,得到涡轮转子叶片的固有频率及与之对应的振型、谐波响应与瞬态响应。 展开更多

关键词 液体火箭发动机 结构特性 涡轮叶片 涡轮转子叶片 有限元分析模型 无阻尼自由振动 谐波响应分析 瞬态响应 强迫振动 动特性分析 控制研究 寿命预估 可维护性 模态分析 固有频率 可靠性 可用性

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基于少量数据确定航空发动机涡轮叶片的寿命分布 被引量：1

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作者 丁品行 白杰 《航空制造技术》 2010年第8期76-78,81,共4页

通过分析第一级高压涡轮转子(HPT-1)叶片现场故障数据,综合考虑影响HPT-1叶片寿命的因素、故障模式、维修情况等,建立三维数学模型,通过降维处理得出HPT-1叶片寿命分布柱状图,使用最小二乘法减少所拟合的威布尔寿命分布曲线与柱状图之... 通过分析第一级高压涡轮转子(HPT-1)叶片现场故障数据,综合考虑影响HPT-1叶片寿命的因素、故障模式、维修情况等,建立三维数学模型,通过降维处理得出HPT-1叶片寿命分布柱状图,使用最小二乘法减少所拟合的威布尔寿命分布曲线与柱状图之间的误差。为处理现场数据提供一种切实可行的方法,且为航空公司维修管理部门安排HPT-1叶片维修操作提供依据,对减少飞机停机时间、提高航空公司运作效益有着重要的意义。 展开更多

关键词 降维数学法 第一级高压涡轮转子叶片 威布尔分布 寿命分布

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高性能涡轮工作叶片水流模拟试验

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作者 彭峻飞 钱苏宁 《航空发动机》 北大核心 1997年第2期17-23,31,共8页

涡轮工作叶片水流模拟试验是燃气涡轮发动机结构设计的一个重要环节。本文介绍了某燃气涡轮发动机高性能涡轮工作叶片内流路的水流模拟试验。试验件为10:1放大型透明有机玻璃模型,介质流动状态为三维。本试验研究摸拟了工作叶片反压试... 涡轮工作叶片水流模拟试验是燃气涡轮发动机结构设计的一个重要环节。本文介绍了某燃气涡轮发动机高性能涡轮工作叶片内流路的水流模拟试验。试验件为10:1放大型透明有机玻璃模型,介质流动状态为三维。本试验研究摸拟了工作叶片反压试验、冷却内流路流量分配试验、流动显示试验。结果表明,叶片内部的流动特性有助于对以后的热故障分析及修改设计提供参考依据。 展开更多

关键词 涡轮转子叶片 水流模拟试验 航空发动机

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双转子涡扇发动机碰摩振动特征研究 被引量：7

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作者 丁小飞 彭丹阳 +1 位作者 曹航 陈果 《航空发动机》 北大核心 2021年第4期91-97,共7页

针对某双转子涡扇发动机转子叶片-机匣碰摩振动问题,建立了新型叶片-机匣碰摩的力学模型。将所提出的碰摩模型应用于某型发动机转子-支承-机匣整机模型中,开展了高压涡轮转子叶片和高压涡轮机匣的碰摩仿真分析。分析结果表明:碰摩导致... 针对某双转子涡扇发动机转子叶片-机匣碰摩振动问题,建立了新型叶片-机匣碰摩的力学模型。将所提出的碰摩模型应用于某型发动机转子-支承-机匣整机模型中,开展了高压涡轮转子叶片和高压涡轮机匣的碰摩仿真分析。分析结果表明:碰摩导致整机振动值较大幅度的增大,同时伴随着高压转子倍频和高低压组合频振动成分。对某发动机整机试车振动数据分析表明:其振动偏大主要是由于工作过程中转子和静子机匣的热变形不协调导致的高压涡轮转子叶片和高压涡轮机匣的碰摩引起的,主要特征表现为振动总量和高压基频振动的增大,同时伴随明显的高压2倍频振动和高低压组合频振动。仿真分析结果与发动机实测振动数据基本一致。 展开更多

关键词 转静子碰摩 高压涡轮转子叶片 高压涡轮机匣 热变形 整机振动 双转子涡扇发动机

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高温高低周复合载荷试验加载技术 被引量：3

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作者 张伟 由于 +2 位作者 黄太誉 燕群 徐健 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第10期4222-4228,共7页

为了获取航空发动机涡轮转子叶片的疲劳寿命,通过电磁感应加热、高低周复合载荷协调加载控制方法实现正交载荷解耦联合加载,研究了转子叶片在高温环境、低周离心载荷和高周振动载荷耦合响应,并基于涡轮叶片模拟试验件,对上述技术进行了... 为了获取航空发动机涡轮转子叶片的疲劳寿命,通过电磁感应加热、高低周复合载荷协调加载控制方法实现正交载荷解耦联合加载,研究了转子叶片在高温环境、低周离心载荷和高周振动载荷耦合响应,并基于涡轮叶片模拟试验件,对上述技术进行了验证。结果表明,该试验技术具备可行性和正确性。可见该技术可以实现航空发动机结构部件的多场耦合复杂载荷强度试验加载。 展开更多

关键词 涡轮转子叶片 高温高低周复合载荷 同步协调加载 航空发动机

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900℃动态应变计的研制与应用 被引量：4

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作者 郝兵 李成刚 王德友 《航空发动机》 2005年第2期24-27,共4页

为了对某型航空发动机涡轮转子叶片在900℃高温下进行动应力测试,研制了900℃动态应变计。分别从研制方案、材料的选取、应变计的制作、焊点的焊接形式与疲劳寿命和应用测试等方面进行了详细的阐述和分析。该成果成功地应用于某型发动... 为了对某型航空发动机涡轮转子叶片在900℃高温下进行动应力测试,研制了900℃动态应变计。分别从研制方案、材料的选取、应变计的制作、焊点的焊接形式与疲劳寿命和应用测试等方面进行了详细的阐述和分析。该成果成功地应用于某型发动机台架涡轮转子叶片的动应力测试中。 展开更多

关键词 动应力测试 应变计 航空发动机 转子叶片 材料 焊接形式 疲劳试验 应用 涡轮转子叶片 发动机台架

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