航空发动机套齿连接结构刚度特性仿真分析及试验研究 被引量：3

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作者 李伦绪 陈果 杨默晗 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第18期2249-2257,共9页

以航空发动机低压转子套齿连接结构为研究对象,分析了套齿连接结构弯曲刚度非线性特征及其产生机理,建立了考虑齿面接触的套齿连接结构实体有限元模型,进行了套齿连接结构静刚度试验,通过仿真和试验研究了套齿连接结构刚度非线性变化规... 以航空发动机低压转子套齿连接结构为研究对象,分析了套齿连接结构弯曲刚度非线性特征及其产生机理,建立了考虑齿面接触的套齿连接结构实体有限元模型,进行了套齿连接结构静刚度试验,通过仿真和试验研究了套齿连接结构刚度非线性变化规律,讨论了配合间隙、拧紧力矩和扭矩对弯曲刚度的影响规律。研究结果表明,由于定位面的接触状态和受力情况不同,套齿连接结构的弯曲刚度变化主要分为两个阶段,具有分段非线性特征;套齿连接结构弯曲刚度对定位面的配合间隙较为敏感,减小定位面配合间隙可以有效提高结构的弯曲刚度;拧紧力矩对弯曲刚度的影响较小;在小载荷状态下,扭矩对弯曲刚度的影响十分明显。 展开更多

关键词 航空发动机 低压转子 套齿连接结构 刚度特性

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基于LSTM的航空发动机整机支承刚度识别方法 被引量：2

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作者 万周 刘璟泽 +3 位作者 张大海 陈强 唐振寰 费庆国 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期672-678,共7页

针对旋转状态下航空发动机整机的支承刚度识别问题,提出了一种基于长短期记忆(long short-termmemory,LSTM)神经网络的航空发动机整机支承刚度识别方法.首先,建立航空发动机整机模型,基于该模型获得目标转速下不同支承刚度对应的位移响... 针对旋转状态下航空发动机整机的支承刚度识别问题,提出了一种基于长短期记忆(long short-termmemory,LSTM)神经网络的航空发动机整机支承刚度识别方法.首先,建立航空发动机整机模型,基于该模型获得目标转速下不同支承刚度对应的位移响应;然后,建立以LSTM为核心层的深度学习网络,以位移响应为输入、支承刚度为输出训练该网络,构建位移响应与支承刚度之间的非线性关系;最后,利用深度学习网络的泛化特性对多个支承刚度进行直接识别.使用该方法对一航空发动机整机进行支承刚度识别,结果表明,支承刚度的识别误差小于2%,LSTM的识别精度高于径向基神经网络与支持向量机.该方法避免了动力学反问题中复杂的寻优过程,实现了复杂非线性结构的动态参数识别. 展开更多

关键词 支承刚度 识别 航空发动机 整机振动 长短期记忆神经网络

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TC4特钛合金轮盘内部残余应力测试方法对比研究

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作者 陈传勇 何悦 +2 位作者 宣海军 李果 刘扬 《热加工工艺》 北大核心 2025年第15期51-58,共8页

航空发动机钛合金轮盘作为冷端限寿件,其内部残余应力是影响服役期失效概率的关键因素之一。为研究钛合金轮盘内部残余应力及测试方法准确性,设计了等温锻造TC4特钛合金轮盘,淬火热处理后分别采用超声法、深孔法和轮廓法依次开展盘件内... 航空发动机钛合金轮盘作为冷端限寿件,其内部残余应力是影响服役期失效概率的关键因素之一。为研究钛合金轮盘内部残余应力及测试方法准确性,设计了等温锻造TC4特钛合金轮盘,淬火热处理后分别采用超声法、深孔法和轮廓法依次开展盘件内部残余应力测试,对比分析了这3种方法测试轮盘内部残余应力分布规律。结果表明:等温锻造TC4特钛合金轮盘淬火后中心部位拉伸残余应力可达47 MPa;轮廓法能获得轮盘子午截面二维周向残余应力云图,具有较好的稳定性和准确性;深孔法测试分散性较大,且存在边缘效应,与轮廓法最大差值为20~30 MPa;超声法声速极差能综合反映轮盘整体残余应力大小,但受轮盘侧壁影响较大,与轮廓法最大误差可达36.9%;消除侧壁影响后,超声法能更好反映轮盘周向残余应力分布,与轮廓法最大误差仅6.5%。 展开更多

关键词 TC4特钛合金 轮盘 内部残余应力 超声法 深孔法 轮廓法

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微动疲劳寿命预测方法研究综述

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作者 李维 杨旭峰 +3 位作者 李坚 艾兴 程昊 曾嘉迅 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期589-600,共12页

通过调研国内外相关微动疲劳研究文献,首先介绍了微动疲劳的概念和特点,总结了目前微动疲劳损伤机理研究的研究现状,主要包含微动图理论的发展以及微动疲劳微观机理的研究;其次,总结了目前影响微动疲劳寿命预测的主要影响因素,包括相对... 通过调研国内外相关微动疲劳研究文献,首先介绍了微动疲劳的概念和特点,总结了目前微动疲劳损伤机理研究的研究现状,主要包含微动图理论的发展以及微动疲劳微观机理的研究;其次,总结了目前影响微动疲劳寿命预测的主要影响因素,包括相对滑移幅值、接触压力、轴向载荷、摩擦系数、应力梯度以及温度等;最后,全面梳理目前被广泛研究和使用的微动疲劳寿命预测方法,总结了微动疲劳寿命预测的发展趋势及展望。经过梳理发现,考虑磨损-疲劳耦合损伤机制以及基于人工智能的微动疲劳寿命预测方法是目前研究的热点和未来的发展方向。 展开更多

关键词 微动疲劳 寿命预测 表面磨损 磨损-疲劳耦合 人工智能

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进口旋流条件下涡轮导叶全气膜冷却效率的实验研究及优化

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作者 付仲议 刘金鑫 +1 位作者 黄琦 房兴龙 《汽轮机技术》 北大核心 2025年第1期1-5,共5页

为了研究进口旋流条件下涡轮导叶全气膜冷却效率特性,使用热色液晶测量了在旋流强度为0.3,旋流方向为顺时针和逆时针,冷气流量比为6.9%、7.5%和8.0%下某型高压涡轮导叶的全气膜冷却效率分布,并针对旋流影响开展了导叶气膜冷却的优化设... 为了研究进口旋流条件下涡轮导叶全气膜冷却效率特性,使用热色液晶测量了在旋流强度为0.3,旋流方向为顺时针和逆时针,冷气流量比为6.9%、7.5%和8.0%下某型高压涡轮导叶的全气膜冷却效率分布,并针对旋流影响开展了导叶气膜冷却的优化设计。结果表明:涡轮进口旋流对导叶压力面气膜冷却效率的影响较大,进口旋流使压力面中弦区域冷却效率整体降低60%左右;顺时针旋流使压力面冷气向叶根偏转,逆时针旋流使压力面冷气向叶尖偏转;通过在导叶压力面绝热气膜冷却效率较低区域增加气膜孔,可有效提升压力面气膜冷却效率,优化后压力面平均气膜冷却效率提高了50%以上。 展开更多

关键词 进口旋流 涡轮导叶 气膜冷却 优化

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双头部回流燃烧室流场特性

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作者 王利 杨卫华 +2 位作者 毕研策 刘雨昂 钱程 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第23期10039-10050,共12页

航空发动机燃烧室是发动机的核心部件之一,它直接影响发动机的性能和可靠性,而其内部流场特征对燃烧室的设计起着至关重要作用。为了探究某型双头部回流燃烧室流场分布特性,本文采用实验与数值仿真方法针对该型燃烧室进行流场特性研究,... 航空发动机燃烧室是发动机的核心部件之一,它直接影响发动机的性能和可靠性,而其内部流场特征对燃烧室的设计起着至关重要作用。为了探究某型双头部回流燃烧室流场分布特性,本文采用实验与数值仿真方法针对该型燃烧室进行流场特性研究,得到了热态条件下火焰筒内部流场分布特性和燃烧室进/出口压差对其内部流场的影响规律。结果表明:进/出口压差分别为1500、3500、5000 Pa工况时,双头部回流燃烧室内部流场分布特征相似,且燃烧室内部流场速度大小随进/出口压差的增加而增大;同一截面下,与实验条件下回流燃烧室内部流场分布特性相比,仿真条件下流场分布特征与其相似。上述研究成果为该型燃烧室火焰筒优化设计提供技术支撑。 展开更多

关键词 回流燃烧室 火焰筒 数值仿真 内部流场

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复合圆柱壳冲击压缩数值模拟及稳定性研究 被引量：3

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作者 谢富佩 徐绯 +2 位作者 曾卓 周中玉 谷卓伟 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第11期33-42,共10页

针对复合圆柱壳在炸药爆轰作用下的动力学响应及在此过程中伴随的失稳问题,研究了其制造工艺中可能出现的缺陷以及圆柱壳中铜线螺旋角和直径对复合圆柱壳稳定性产生的影响。采用SPH-FEM耦合算法,建立了复合圆柱壳二维细节模型,并提出了... 针对复合圆柱壳在炸药爆轰作用下的动力学响应及在此过程中伴随的失稳问题,研究了其制造工艺中可能出现的缺陷以及圆柱壳中铜线螺旋角和直径对复合圆柱壳稳定性产生的影响。采用SPH-FEM耦合算法,建立了复合圆柱壳二维细节模型,并提出了一种基于圆柱壳内壁粒子速度历史的失稳判据,计算了在不同参数条件下复合圆柱壳的失稳时间及对应的压缩率,对影响复合圆柱壳稳定性的因素进行了评估。分析结果表明,在复合圆柱壳制备过程中存在的折返层缺陷和铜线直径对复合圆柱壳的稳定性有较大影响,而螺旋角度对其稳定性影响不大。 展开更多

关键词 复合圆柱壳 光滑粒子流体动力学 数值模拟 稳定性分析

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三头部燃烧室点火过程中火焰传播特性研究 被引量：4

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作者 冯剑寒 郎旭东 +2 位作者 金武 任勇智 李建中 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期150-157,共8页

为了探讨三头部燃烧室点火过程中的火焰传播特性,建立了矩形模型燃烧试验系统,开展了流动与点火过程中火焰传播特性、当量比对周向点火过程影响规律的研究。研究表明:初始火核主要在中心回流区边界形成,其传播过程具有阶段性,先顺流线... 为了探讨三头部燃烧室点火过程中的火焰传播特性,建立了矩形模型燃烧试验系统,开展了流动与点火过程中火焰传播特性、当量比对周向点火过程影响规律的研究。研究表明:初始火核主要在中心回流区边界形成,其传播过程具有阶段性,先顺流线方向进行传递,待燃烧强度增大到一定值后,火焰才开始向其他区域延伸;在相同压损下,当量比减小会使得燃烧室周向点火时间增加,主要为初始火焰发展阶段时间增加,当量比由0.89减小到0.6时,周向点火时间由33.5 ms增加到42 ms,流动加速系数由1.75增加到3.77,即随当量比减小,湍流褶皱等流动因素对火焰传播的加速效应增大;在初始火焰的发展阶段,气体热膨胀效应对火焰传播加速效应占主导作用。 展开更多

关键词 航空发动机 三头部燃烧室 流场结构 点火过程 火焰传播

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航空弧齿锥齿轮动态响应特性分析及辐板孔减振结构优化

9

作者 宋聪聪 李家琦 +2 位作者 魏冰阳 戴化 佘定君 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1498-1503,共6页

针对航空锥齿轮薄壁辐板的动态响应及结构振动抑制问题,提出了减振孔型结构优化设计方案。以某型航空弧齿锥齿轮为例,建立了弧齿锥齿轮模型,采用Lanczos法计算了齿轮的固有特性,分析了前6阶固有频率与激振力的频率裕量;用模态叠加法进... 针对航空锥齿轮薄壁辐板的动态响应及结构振动抑制问题,提出了减振孔型结构优化设计方案。以某型航空弧齿锥齿轮为例,建立了弧齿锥齿轮模型,采用Lanczos法计算了齿轮的固有特性,分析了前6阶固有频率与激振力的频率裕量;用模态叠加法进行了谐响应分析,研究了不同孔型辐板的动态响应特性及其对振动传递的抑制作用;利用正交试验设计、仿真分析,优选了辐板孔型结构参数。结果表明,在等面积、等数量的条件下,三角型、圆型、枕型、腰型四种孔型振动响应依次递减;优化后的腰型孔能够有效抑制振动传递,提高锥齿轮传动的平稳性。 展开更多

关键词 弧齿锥齿轮 模态分析 正交试验 动态响应

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冷气流量比对三维涡轮导叶全气膜冷却效率的影响

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作者 付仲议 李益民 +1 位作者 黄琦 朱惠人 《汽轮机技术》 北大核心 2024年第2期107-112,共6页

为了研究不同主流湍流度下冷气质量流量比对三维涡轮导叶全气膜冷却特性的影响,使用热色液晶测量了在主流湍流度为1%和15%,流量比为5.5%、8.4%和12.5%下三维涡轮导叶的全气膜冷却效率分布。结果表明:在不同的叶片区域和主流湍流度下,流... 为了研究不同主流湍流度下冷气质量流量比对三维涡轮导叶全气膜冷却特性的影响,使用热色液晶测量了在主流湍流度为1%和15%,流量比为5.5%、8.4%和12.5%下三维涡轮导叶的全气膜冷却效率分布。结果表明:在不同的叶片区域和主流湍流度下,流量比对气膜冷却特性的影响规律也有所不同;在低主流湍流度下,冷却效率整体上随着流量比的增大而升高,但是在叶片的叶尖和吸力面中截面区域冷却效率在大流量比下降低,且叶片吸力面中弦区域的冷气呈波纹状分布;高主流湍流度使冷气射流与主流之间的掺混更加剧烈,可以抑制吸力面的冷气脱离壁面且使其分布更加均匀,冷却效率随流量比增大而升高。 展开更多

关键词 主流湍流度 流量比 涡轮导叶 气膜冷却效率 努赛尔数 液晶

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基于参数优化SDP分析的转子故障诊断方法 被引量：6

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作者 万周 何俊增 +2 位作者 姜东 李坚 张大海 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第1期81-88,共8页

针对存在多种故障类型不同故障严重程度的转子故障诊断问题,提出了一种基于参数优化对称点模式(symmetrized dot pattern,SDP)分析的智能诊断方法。首先,利用SDP分析提取多个传感器信号的故障特征并将其融合为SDP图像;然后,以基于欧氏... 针对存在多种故障类型不同故障严重程度的转子故障诊断问题,提出了一种基于参数优化对称点模式(symmetrized dot pattern,SDP)分析的智能诊断方法。首先,利用SDP分析提取多个传感器信号的故障特征并将其融合为SDP图像;然后,以基于欧氏距离定义的图像区分度函数为适应度函数,基于天牛须搜索(beetle antennae search,BAS)算法获得SDP分析中角域增益因子与时间延滞系数的最佳取值;最后,利用SDP图像训练卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)获得转子故障诊断模型。试验研究表明,该方法相较于其他故障诊断方法具有更高的诊断精度,且在强噪声环境下的诊断表现良好。基于BAS算法优化后的SDP分析放大了不同类型不同严重程度转子故障的表征差异,提高了故障诊断精度。 展开更多

关键词 转子 对称点模式(SDP) 天牛须搜索(BAS)算法 卷积神经网络(CNN) 故障诊断

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泡状隔板对涡轮叶片内冷通道换热和流阻的影响 被引量：2

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作者 贺宜红 陈燕 +1 位作者 陈文彬 杨卫华 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期559-571,共13页

为增强涡轮叶片内部通道的换热、减小流动阻力,提出了一种新型的泡状隔板结构。通过实验与数值模拟相结合的方法,研究了等热流边界条件下泡状隔板结构的半径以及形状对通道换热和流阻特性的影响,并与直隔板进行对比,实验结果表明:在研... 为增强涡轮叶片内部通道的换热、减小流动阻力,提出了一种新型的泡状隔板结构。通过实验与数值模拟相结合的方法,研究了等热流边界条件下泡状隔板结构的半径以及形状对通道换热和流阻特性的影响,并与直隔板进行对比,实验结果表明:在研究范围内,对称型泡状隔板结构能够大大减小通道流动阻力,随着泡状结构半径的增大,减阻效果增强;不对称型泡状隔板结构只在半径最大时能减小流动阻力;泡状结构对于换热的影响并不明显。实验结论可以为涡轮叶片内部冷却通道的优化设计提供理论依据。 展开更多

关键词 涡轮叶片 隔板 流阻 对流换热系数

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高温合金激光冲击强化数值模拟及其疲劳寿命预测 被引量：2

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作者 郭小军 苏潇 胡殿印 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2021年第10期97-103,共7页

建立了激光冲击强化宏观有限元数值模型和细观参量演化数值模型,提出了激光冲击强化三维多尺度模拟方法,分析了激光冲击强化后Inconel 718高温合金残余应力、位错密度、晶粒尺寸的分布规律;考虑激光冲击强化所致残余应力和晶粒细化对疲... 建立了激光冲击强化宏观有限元数值模型和细观参量演化数值模型,提出了激光冲击强化三维多尺度模拟方法,分析了激光冲击强化后Inconel 718高温合金残余应力、位错密度、晶粒尺寸的分布规律;考虑激光冲击强化所致残余应力和晶粒细化对疲劳寿命的影响,对Sines疲劳寿命准则进行修正,并进行了试验验证。结果表明:模拟得到试样表面光斑冲击范围内形成了不小于550 MPa的残余压应力,表层区域存在明显的位错增殖,局部晶粒尺寸可细化25%左右,模拟结果与试验结果基本吻合;采用修正Sines准则预测得到的疲劳寿命在3倍分散带内,说明该模型能够较好地预测激光冲击强化后Inconel 718高温合金的疲劳寿命。 展开更多

关键词 激光冲击强化 残余应力 位错密度 晶粒尺寸 疲劳寿命预测

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