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动力涡轮叶-盘结构模态特性的界面参数规律研究
1
作者 张晨 温猛 +3 位作者 吴玉萍 袁巍 梅庆 荆建平 《噪声与振动控制》 北大核心 2025年第3期15-20,共6页
叶片-轮盘耦合结构是动力涡轮机械中的关键结构,分析归纳界面参数对叶-盘耦合系统模态特性的影响规律是进行振动特性准确预测与叶-盘结构设计研制的基础。以动力涡轮为例,建立含有枞树形非连续界面带叶冠的叶片-轮盘耦合结构有限元仿真... 叶片-轮盘耦合结构是动力涡轮机械中的关键结构,分析归纳界面参数对叶-盘耦合系统模态特性的影响规律是进行振动特性准确预测与叶-盘结构设计研制的基础。以动力涡轮为例,建立含有枞树形非连续界面带叶冠的叶片-轮盘耦合结构有限元仿真模型,设定多组不同界面参数与工作状态,分别计算不同工作状况下的叶-盘耦合系统模态特性,分析界面参数对叶-盘耦合系统模态特性的影响,形成含有枞树形非连续界面带叶冠的叶片-轮盘耦合结构模型建模方法,进而研究界面参数对叶-盘耦合系统模态特性的影响规律。研究结果表明,界面参数中接触刚度对叶-盘结构振动特性影响最为显著。研究可为动力轮机叶-盘结构耦合系统的性能预测与改进提供必要的理论支撑与技术指导。 展开更多
关键词 振动与波 叶-盘结构 非连续界面 界面参数 模态特性
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鼠笼弹支挤压油膜阻尼器的冲击动力学仿真与试验研究
2
作者 王晓伟 田泽辉 +3 位作者 邓旺群 聂卫健 刘文魁 张广辉 《汽轮机技术》 北大核心 2025年第2期113-118,共6页
提出了一种冲击载荷作用下鼠笼弹支挤压油膜阻尼器的动力学建模方法,并进行了冲击仿真和冲击试验研究。该方法基于短轴承理论和有限元方法,考虑冲击载荷,构建鼠笼弹支挤压油膜阻尼器的冲击动力学模型。分别考虑阻尼器供油、不供油以及... 提出了一种冲击载荷作用下鼠笼弹支挤压油膜阻尼器的动力学建模方法,并进行了冲击仿真和冲击试验研究。该方法基于短轴承理论和有限元方法,考虑冲击载荷,构建鼠笼弹支挤压油膜阻尼器的冲击动力学模型。分别考虑阻尼器供油、不供油以及冲击载荷脉宽影响,采用时域方法进行冲击动力学仿真计算。进一步设计了鼠笼弹支挤压油膜阻尼器冲击试验台,采用电动激振器模拟三角波进行冲击试验,分别在阻尼器供油、不供油以及不同冲击载荷脉宽条件下开展了冲击试验。结果表明,冲击仿真与冲击试验的最大响应变化规律一致、误差小于15%,验证了鼠笼弹支挤压油膜阻尼器冲击动力学建模方法的有效性;同时发现阻尼器在冲击过程能起到降低最大冲击响应约30%的效果,为冲击载荷下航空发动机、燃气轮机等旋转机械的鼠笼弹支挤压油膜阻尼器的抗冲击设计提供参考。 展开更多
关键词 鼠笼 挤压油膜阻尼器 冲击动力学 冲击试验
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表面织构对航空发动机机械密封性能影响的实验研究
3
作者 王长钊 郝木明 +4 位作者 任宝杰 袁俊马 李勇凡 李天照 宋凯亮 《润滑与密封》 北大核心 2025年第1期61-67,共7页
滑油系统是保障航空发动机稳定运行的重要组成部分,因此滑油系统机械密封性能至关重要。以航空发动机滑油系统机械密封为研究对象,采用实验的方法,研究3种常用槽型(激光脸、人字槽、螺旋槽)对密封性能的影响,并分析不同槽型端面磨损表... 滑油系统是保障航空发动机稳定运行的重要组成部分,因此滑油系统机械密封性能至关重要。以航空发动机滑油系统机械密封为研究对象,采用实验的方法,研究3种常用槽型(激光脸、人字槽、螺旋槽)对密封性能的影响,并分析不同槽型端面磨损表面轮廓和端面温度。实验结果表明:端面开槽有利于减少密封端面摩擦磨损,延长密封使用寿命,但不利于控制密封泄漏量;3种槽型中,人字槽表面磨损最轻微,运行温度最低,相比接触式密封温度降低3℃;螺旋槽磨损位置较为集中,有明显端面变形,运行温度最高,运行温度相比接触式密封升高5℃;激光脸槽磨损最大,但运行温度与接触式密封相差不大;螺旋槽泄漏量最小,激光脸槽泄漏量次之,人字槽泄漏量最大,且大于接触式密封泄漏量。 展开更多
关键词 机械密封 航空发动机 表面织构 螺旋槽 密封性能
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我国氢能航空动力发展研究
4
作者 曹俊 李维 +5 位作者 郭政言 孙付军 康尧 曾琦 赵明东 尹泽勇 《中国工程科学》 北大核心 2025年第2期39-48,共10页
氢燃料是航空业实现净零碳排放和可持续发展的理想燃料,将给航空领域带来颠覆性的技术变革和产业重构;发展氢能航空动力是航空业实现“双碳”战略目标的重要举措。本文通过文献调研,总结了氢能航空动力的利用形式,从氢能航空动力的安全... 氢燃料是航空业实现净零碳排放和可持续发展的理想燃料,将给航空领域带来颠覆性的技术变革和产业重构;发展氢能航空动力是航空业实现“双碳”战略目标的重要举措。本文通过文献调研,总结了氢能航空动力的利用形式,从氢能航空动力的安全性、高原性能、燃料消耗率、污染物排放等方面着力分析后认为,氢燃料应用于航空动力是可行的;对世界主要国家、飞机/发动机制造商的氢能航空动力发展现状进行了梳理;从氢能航空动力的环保性、性能提升、高原高寒地区快速起动、高超声速等方面分析了氢能航空动力具有工程实用价值,并分析了氢能航空动力在飞机/发动机一体化设计、机载液氢存储、氢精准计量和控制、热管理、稳定低排放燃烧等方面面临的技术挑战。基于此,论证了氢能航空动力面向2028年、2035年和2050年的发展目标,从标准体系、机场氢能基础设施、关键应用技术、人才培养4个方面提出了氢能航空动力的发展重点和实施路径。研究建议,加强统筹协调,成立氢能航空发展联盟;建立和健全标准体系,推动氢能航空发动机安全高效发展;布局关键技术研究,加快民用氢能航空动力平台建设,以推动我国氢能航空动力的发展。 展开更多
关键词 净零碳排放 氢燃料 航空动力 氢涡轮 氢燃料电池 飞机/发动机一体化设计
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温度-速度场下摩擦副界面油液热驱蠕爬与润滑特性研究
5
作者 邱浩 沈瑞 +2 位作者 戴庆文 黄巍 王晓雷 《摩擦学学报(中英文)》 北大核心 2025年第1期67-80,共14页
热驱蠕爬(也称蠕爬,Migration)是指摩擦副界面油液不受外力作用,从高温区向低温区定向铺展的行为.在空间机构及精密仪器的滚动轴承中,润滑油蠕爬流失将导致摩擦阻力增大,进而影响机构的运行精度.由于摩擦和磨损在机械运动中是无法避免的... 热驱蠕爬(也称蠕爬,Migration)是指摩擦副界面油液不受外力作用,从高温区向低温区定向铺展的行为.在空间机构及精密仪器的滚动轴承中,润滑油蠕爬流失将导致摩擦阻力增大,进而影响机构的运行精度.由于摩擦和磨损在机械运动中是无法避免的,同时会伴随摩擦生热,而摩擦生热会引起摩擦副表面产生温度梯度,而运动副在空间极端工况下,液体润滑剂易受表面张力的影响,极小的温度梯度就会引起润滑剂的蠕爬流失.在现代机械工业领域,油液蠕爬流失问题常见于轴承中,工作时轴承滚道的温度较高,导致润滑剂向温度较低的滚道外围区域蠕爬流失,大大缩减了轴承寿命,导致机械设备润滑故障,降低了生产效率.对此,本文中以GCr15和Si_(3)N_(4)等典型滚动轴承球与304不锈钢平面构成的点-面接触摩擦副为研究对象,探索了温度梯度和界面运动协同作用下油液热驱蠕爬行为与润滑特性,研究了水平和竖直温度梯度作用下,干摩擦、硅油润滑以及引入不同方向温度梯度后摩擦力的变化规律,分析了滚子直径、滚子材料以及温度梯度方向对摩擦润滑性能的影响.引入了重力因素,探究了重力方向与温度梯度方向相同/相反条件下摩擦力的变化规律并观测了摩擦运动过程中接触角的变化规律.研究结果表明:在相同的试验条件下,不同直径的球摩擦力变化规律一致;当温度梯度垂直/平行于运动方向以及竖直时,会导致往返运动过程中摩擦力变化不一致,出现“对称”与“不对称”现象;当温度梯度方向与重力方向相同时,会加速硅油的热驱蠕爬;而当温度梯度方向与重力方向相反时,会对硅油的热驱蠕爬起到一定的抑制作用,进一步分析了热驱蠕爬方向对摩擦力的影响规律和接触角的变化规律.揭示了温度-速度场协同作用下界面热驱蠕爬与摩擦学行为差异产生的机制.论文的研究成果有望为空间机构和精密仪器等特殊工况下的持久定区域润滑设计提供参考,有望为复杂机械设备实现小型化、高效化以及提高设备可靠性等方面提供重要支撑,对提升航空航天高端装备设计水平有一定的借鉴意义. 展开更多
关键词 温度梯度 热驱蠕爬 界面运动 润滑 接触角
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燃气涡轮界面参数对模态频率影响规律研究
6
作者 张晨 温猛 +3 位作者 吴玉萍 袁巍 梅庆 荆建平 《噪声与振动控制》 北大核心 2025年第1期21-26,共6页
燃气涡轮是驱动船舶、车辆的核心动力机械,叶-盘结构是燃气轮机进行能量转化的关键部分,探究其界面参数对模态频率的影响规律,对提高叶-盘结构安全性具有重大意义。以燃气涡轮枞树形叶-盘结构为研究对象,建立叶-盘结构有限元仿真模型,... 燃气涡轮是驱动船舶、车辆的核心动力机械,叶-盘结构是燃气轮机进行能量转化的关键部分,探究其界面参数对模态频率的影响规律,对提高叶-盘结构安全性具有重大意义。以燃气涡轮枞树形叶-盘结构为研究对象,建立叶-盘结构有限元仿真模型,仿真计算接触刚度、材料弹性模量、材料密度等不同界面参数下的模态频率,分析其影响规律,可为叶-盘结构耦合系统的模态频率预测及其改进提供必要的理论支撑与技术指导。 展开更多
关键词 振动与波 叶-盘结构 界面参数 模态特性 振动频率
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1Cr11Ni2W2MoV氩弧焊接头裂纹扩展行为及寿命预测研究
7
作者 刘小刚 朱品舟 +3 位作者 吕浩 余嘉伟 汪全中 艾兴 《航空制造技术》 北大核心 2025年第11期44-52,共9页
针对焊接缺陷影响的焊接接头疲劳失效问题,以某发动机燃烧室机匣1Cr11Ni2W2MoV氩弧焊接头为研究对象,通过开展焊接接头疲劳与裂纹扩展性能测试,建立了描述焊接接头裂纹扩展全过程的NASGRO方程。在此基础上进一步考虑短裂纹扩展中门槛值... 针对焊接缺陷影响的焊接接头疲劳失效问题,以某发动机燃烧室机匣1Cr11Ni2W2MoV氩弧焊接头为研究对象,通过开展焊接接头疲劳与裂纹扩展性能测试,建立了描述焊接接头裂纹扩展全过程的NASGRO方程。在此基础上进一步考虑短裂纹扩展中门槛值和闭合参数的变化,建立了修正的NASGRO模型。采用修正模型,将初始焊接缺陷等效为规则裂纹,以裂纹扩展的方法计算了焊接接头在不同应力水平下的疲劳寿命。与试验结果的对比分析表明,模型预测结果均在两倍分散带以内。文中所发展的裂纹扩展寿命预测方法对考虑缺陷影响的焊接接头疲劳寿命研究具有一定指导意义。 展开更多
关键词 焊接接头 焊接缺陷 短裂纹扩展 NASGRO方程 疲劳寿命
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超临界CO_(2)干气密封热动力学性能研究进展
8
作者 江安迪 丁雪兴 +2 位作者 王世鹏 丁俊华 力宁 《化工进展》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期2354-2369,共16页
干气密封技术在超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO_(2))布雷顿循环涡轮机械中的应用,以其卓越的密封性能和稳定性,为旋转机械的安全运行提供了保障,并显著改善了轴端密封效果。鉴于密封介质的特殊物性以及高参数化工作... 干气密封技术在超临界二氧化碳(supercritical carbon dioxide,S-CO_(2))布雷顿循环涡轮机械中的应用,以其卓越的密封性能和稳定性,为旋转机械的安全运行提供了保障,并显著改善了轴端密封效果。鉴于密封介质的特殊物性以及高参数化工作环境的要求,在S-CO_(2)干气密封热动力学性能研究过程中涉及复杂的流体润滑理论。本文重点阐述了多重流体效应以及相变特性对S-CO_(2)干气密封性能和流动传热特性的作用机理和影响规律,详细列出了理论研究中常采取的分析模型和求解算法,并综合评述了国内外在理论和试验方面对S-CO_(2)干气密封热动力学性能的研究。在此基础上,结合领域需求和现有先进技术,进一步提出了今后的发展方向,以期为深入开展相关研究提供理论参考,促进干气密封技术在未来能源领域中的广泛应用。 展开更多
关键词 超临界二氧化碳 干气密封 相变 流体润滑理论 热动力学性能
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带涡轮导叶的三头部模型燃烧室电加热热斑模拟方法研究 被引量：1
9
作者 吕加呈 朱志新 +2 位作者 赵兰芳 胡科琪 王高峰 《实验流体力学》 北大核心 2025年第1期21-29,共9页
为研究燃烧室与涡轮耦合系统中的热斑迁移输运规律,建立电加热旋流热斑的模拟方法,本文设计搭建了带涡轮导叶的三头部模型燃烧室,发展了基于高温双轴位移机构的涡轮前温度接触式测试技术,获得了3种电加热旋流热斑模拟器结构下的燃烧室... 为研究燃烧室与涡轮耦合系统中的热斑迁移输运规律,建立电加热旋流热斑的模拟方法,本文设计搭建了带涡轮导叶的三头部模型燃烧室,发展了基于高温双轴位移机构的涡轮前温度接触式测试技术,获得了3种电加热旋流热斑模拟器结构下的燃烧室出口温度分布。数值计算方法验证了实验结果,并对比分析了不同模拟器结构下耦合系统中的流场特征变化和热斑的生成规律。研究结果表明:1)在电加热旋流器出口处增加旋流保持延伸段结构,会对燃烧室内的掺混射流混合作用和旋流干涉机制产生显著影响,能够有效减少旋流耗散并有利于燃烧热斑的模拟;2)随延伸段结构长度的增大,燃烧室出口旋流强度增加,出口热斑分布形状有所改变,从而影响了涡轮导叶内的热斑迁移过程。 展开更多
关键词 燃烧室 涡轮耦合 热斑模拟
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基于离轴全息成像的旋流喷雾冷/热态三维油雾场对比研究
10
作者 王瑞 赵越 +6 位作者 王昱 张航 吴迎春 宋阁 刘涛 陈思 吴学成 《推进技术》 北大核心 2025年第5期165-174,共10页
为获取近喷嘴燃烧油雾场三维多参数雾化特性,构建了双相机高分辨全息粒子追踪测速系统,以开放空间燃烧喷雾为研究对象,实现了对某型旋流杯雾化喷嘴出口燃烧油雾场约20 cm3内雾滴粒径与速度的三维、高分辨同时测量,并与同工况下冷态喷雾... 为获取近喷嘴燃烧油雾场三维多参数雾化特性,构建了双相机高分辨全息粒子追踪测速系统,以开放空间燃烧喷雾为研究对象,实现了对某型旋流杯雾化喷嘴出口燃烧油雾场约20 cm3内雾滴粒径与速度的三维、高分辨同时测量,并与同工况下冷态喷雾进行对比分析。结果表明,离轴全息可以克服湍流燃烧场内折射率梯度变化,重建得到清晰的油雾粒子图像;热态喷雾位于旋流杯出口1~2 mm内小液滴迅速蒸发,致使该区域25μm以下颗粒数目占比不足同工况冷态喷雾的1/3;旋流杯出口以下约20 mm空间内,热态喷雾液滴索特平均直径(Sauter mean diameter,SMD)分布向下游发展呈单调升高趋势,雾滴主要聚集在边缘高速射流区;热态喷雾液滴以射流运动为主,不存在显著回流区,视场内最大轴向速度较冷态对应位置高2~4 m/s。 展开更多
关键词 航空发动机 燃烧室 旋流喷雾燃烧 数字离轴全息 液滴粒径 粒子追踪测速
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轴向分级环形燃烧室点火机理的实验研究
11
作者 曾琦 朱志新 +6 位作者 于皓 曹俊 黎超超 王良 郑耀 夏一帆 王高峰 《推进技术》 北大核心 2025年第2期145-153,共9页
本文针对涡轴发动机燃油轴向分级低排放燃烧组织方案,开展了周向点火机理研究。设计搭建了一种预燃级后置斜喷的环形可视化模型燃烧室实验平台,采用高速光学诊断方法,对不同流量、当量比和主/预燃级匹配位置对周向点火联焰过程进行了实... 本文针对涡轴发动机燃油轴向分级低排放燃烧组织方案,开展了周向点火机理研究。设计搭建了一种预燃级后置斜喷的环形可视化模型燃烧室实验平台,采用高速光学诊断方法,对不同流量、当量比和主/预燃级匹配位置对周向点火联焰过程进行了实验测量,分析了周向点火联焰过程的火焰传播模式,获得了环形燃烧室点火和贫油熄火边界。实验结果表明,当预燃级喷嘴中心轴线正对主燃级头部中心时,燃油周向顺时针和逆时针斜喷的周向联焰过程都为单向逆时针传播模式;当两者中心线错开时,周向联焰过程呈双向传播模式。在预燃级喷嘴斜喷方向与主燃级头部旋流方向一致的情况下,逆时针方向的火焰锋面沿燃烧室外壁传播,而顺时针方向的火焰峰面沿内壁传播。将预燃级喷嘴设置于主燃级相邻两头部中间时,周向联焰时间与贫油点熄火边界综合性能最佳,其周向联焰时间短至156 ms,点火极限当量比为0.16,贫油熄火边界当量比低至0.065。 展开更多
关键词 环形燃烧室 轴向分级 光学诊断 周向点火联焰 点熄火边界
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双组元周期结构杆件带隙特性研究
12
作者 鲁季坤 王帅 +3 位作者 司坤利 胡业发 张锦光 文湘隆 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第3期559-564,共6页
基于Bloch理论,提出一种双组元周期结构杆件。结合COMSOL和ABAQUS有限元法研究原胞结构参数对带隙特性及振动特性的影响,通过3D打印技术制作样件,并通过实验和数值计算相互验证的方式分析带隙对振动特性的影响,最后对周期结构与非周期... 基于Bloch理论,提出一种双组元周期结构杆件。结合COMSOL和ABAQUS有限元法研究原胞结构参数对带隙特性及振动特性的影响,通过3D打印技术制作样件,并通过实验和数值计算相互验证的方式分析带隙对振动特性的影响,最后对周期结构与非周期结构杆件的振动特性进行仿真对比。结果表明:原胞壁厚增加会使带隙变宽,同时降低了带隙起始频率;组元间距越大或组元间的径向落差越大,带隙越宽,且带隙起始频率越低;随着周期结构中的原胞数量增加,振动衰减,在低频区域出现先增加后降低的趋势;相比于普通圆柱杆件,周期结构对振动的传递具有更强的衰减作用;在实验和数值分析相互验证下,发现该结构在带隙频段内存在良好的减振效果。 展开更多
关键词 振动波 带隙特性 双组元周期结构 杆件 减振性能
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耐蚀氮化N63钢高温热变形行为研究
13
作者 厉鑫洋 韩顺 +3 位作者 杨豪 王春旭 厉勇 李刘媛 《精密成形工程》 北大核心 2025年第2期76-84,共9页
目的研究航空用耐蚀氮化N63钢的高温热变形行为,获得优化的热变形工艺参数。方法对二次硬化型N63氮化钢进行了高温热压缩变形试验,探究了N63钢在不同变形温度950~1200℃、不同应变速率0.01~10 s^(-1)条件下的高温热塑性行为和组织演变... 目的研究航空用耐蚀氮化N63钢的高温热变形行为,获得优化的热变形工艺参数。方法对二次硬化型N63氮化钢进行了高温热压缩变形试验,探究了N63钢在不同变形温度950~1200℃、不同应变速率0.01~10 s^(-1)条件下的高温热塑性行为和组织演变情况。结果N63钢在热压缩变形过程中,其真应力-应变曲线出现摩擦上翘失真现象;因此,对其真应力-应变曲线进行了摩擦修正,修正后的真应力-应变曲线符合高温流变曲线特征。构建了N63钢流变应力本构方程,获得N63钢的热变形激活能为411 kJ/mol,并绘制出N63钢的热加工图。结论通过对N63钢热变形方程、热加工图以及不同热变形条件下微观变形组织进行研究,确定N63钢最佳热加工参数如下:变形温度为1125~1170℃,变形速率为0.60~1.64 s^(-1)。 展开更多
关键词 N63钢 摩擦修正 本构方程 高温热变形 微观组织
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钛合金表面裂纹前缘三维约束因子分布特性研究
14
作者 陈传勇 黄先念 +3 位作者 何悦 宣海军 彭文雅 李钢 《推进技术》 北大核心 2025年第8期264-274,共11页
针对航空发动机钛合金转子寿命限制件的裂纹扩展准确预测问题,本文以含表面裂纹TC4钛合金试样为研究对象,利用弹塑性有限元方法研究了表面裂纹前缘三维约束因子分布特性,构建了程序化网格划分、应力提取和约束因子计算流程,开展大量算... 针对航空发动机钛合金转子寿命限制件的裂纹扩展准确预测问题,本文以含表面裂纹TC4钛合金试样为研究对象,利用弹塑性有限元方法研究了表面裂纹前缘三维约束因子分布特性,构建了程序化网格划分、应力提取和约束因子计算流程,开展大量算例仿真并与当前广泛使用的约束因子计算方法对比。结果表明:表面裂纹前缘约束因子呈“倒U型”分布,从试样表面位置到最深位置,约束因子从约1.25增大至约2.5;裂纹前缘约束因子受裂纹尺寸、裂纹形状以及加载载荷耦合作用,呈现出复杂非单调变化趋势。本文提出的基于程序化网格生成的有限元数值分析方法,相比传统有限元分析,可快速批量计算不同载荷水平、不同裂纹形状和尺寸的裂纹前缘三维约束因子;相比约束因子拟合公式,则能更好地反映裂纹前缘不同空间位置处的实际约束情况。 展开更多
关键词 TC4钛合金 表面裂纹 裂纹前缘 约束因子 有限元分析
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工质驱动分布式推进系统多学科优化设计研究
15
作者 王笑晨 贾琳渊 +2 位作者 陈玉春 吴吉昌 张鑫 《推进技术》 北大核心 2025年第3期26-38,共13页
为对工质驱动分布式推进系统的性能、尺寸、质量进行评估与多学科优化设计,从部件技术水平出发,基于推进系统气动热力学优化模型及部件几何/结构/性能耦合模型建立了推进系统多学科设计方法。以此为支撑,采用粒子群优化算法对工质驱动... 为对工质驱动分布式推进系统的性能、尺寸、质量进行评估与多学科优化设计,从部件技术水平出发,基于推进系统气动热力学优化模型及部件几何/结构/性能耦合模型建立了推进系统多学科设计方法。以此为支撑,采用粒子群优化算法对工质驱动分布式推进系统和涡轮电分布式推进系统进行了多学科优化设计。针对40 kN级巡航推力分布式推进系统的设计结果显示,工质驱动分布式推进系统相对于涡轮电分布式推进设计点耗油率降低4.5%,推进系统质量降低38%,但推进系统中各子系统具有更大的尺寸。从质量和耗油率而言,工质驱动分布式推进系统是降低飞行任务油耗的可行技术途径,但其换热器及传输管路尺寸较大,是在工程实践中应用面临的主要挑战。 展开更多
关键词 分布式推进 工质驱动 流路尺寸预估 多学科设计 粒子群优化算法
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基于最弱链模型的TC11钛合金轮盘疲劳分散性研究
16
作者 胡浩楠 王彤 +5 位作者 胡绪腾 郭秩维 余嘉伟 杨思远 程昊 冯建文 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期80-91,共12页
基于最弱链理论建立了综合考虑材料疲劳分散性和尺寸效应的结构概率疲劳寿命分析方法,材料光滑疲劳寿命分布分别考虑了对数正态分布和威布尔分布。采用该方法基于TC11钛合金光滑疲劳寿命分布对TC11盘心模拟件和轮盘盘心部位的疲劳寿命... 基于最弱链理论建立了综合考虑材料疲劳分散性和尺寸效应的结构概率疲劳寿命分析方法,材料光滑疲劳寿命分布分别考虑了对数正态分布和威布尔分布。采用该方法基于TC11钛合金光滑疲劳寿命分布对TC11盘心模拟件和轮盘盘心部位的疲劳寿命及寿命散度系数进行了预测和分析。结果表明:基于两种概率分布的最弱链模型均可较准确地预测TC11模拟件的中值疲劳寿命,预测结果基本在试验结果的2倍分散带内;基于对数正态分布的最弱链模型对模拟件疲劳寿命散度的预测结果与试验统计结果较为接近,优于基于威布尔分布模型的预测结果;对于轮盘盘心部位,两种概率分布模型的寿命预测结果在失效概率较高时基本接近,失效概率较低时基于对数正态分布的预测结果明显大于基于威布尔分布的预测结果;基于对数正态分布的最弱链模型对盘心部位疲劳寿命散度的预测结果明显小于光滑试样和模拟件的散度系数,较基于威布尔分布的模型能够更好地分析和预测尺寸效应对结构疲劳分散性的影响。 展开更多
关键词 TC11钛合金 最弱链模型 疲劳分散性 对数正态分布 威布尔分布
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尾迹影响涡轮叶片表面换热特性的算法研究
17
作者 张正 朱惠人 +4 位作者 张丽 姚春意 徐志鹏 薛树林 李亚雄 《动力工程学报》 北大核心 2025年第6期828-834,923,共8页
在涡轮发动机叶栅通道内引起不稳定流的主要因素之一便是上游叶片尾迹的传播,尾迹将使得涡轮叶片表面上不稳定的层流向湍流边界层过渡,从而导致转捩提前。从边界层转捩理论的角度入手,预测了尾迹对叶片表面换热特性的影响。首先,引入尾... 在涡轮发动机叶栅通道内引起不稳定流的主要因素之一便是上游叶片尾迹的传播,尾迹将使得涡轮叶片表面上不稳定的层流向湍流边界层过渡,从而导致转捩提前。从边界层转捩理论的角度入手,预测了尾迹对叶片表面换热特性的影响。首先,引入尾迹诱导时间平均间歇因子修正湍流间隙因子;其次,采用相平均湍流度预测尾迹诱导下转捩起始点;最后,引入尾迹产生的湍流黏性系数修正叶片层流区有效黏性系数。结果表明:尾迹影响换热特性的算法研究与改进在相关实验系统上得到较好的验证,显著提高了尾迹影响下的换热计算精度。 展开更多
关键词 涡轮叶片 尾迹 换热特征 边界层转捩 间歇因子 黏性系数
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搭接-叠片式箔片气体动压轴承转子动力学特性实验研究
18
作者 管玉坤 朱鹏程 +1 位作者 张振 冯凯 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第4期623-631,共9页
本文研制了由搭接式径向轴承和叠片式推力轴承组成的一套搭接-叠片式箔片气体动压轴承,同时设计并搭建了相应的箔片气体动压轴承转子实验台,通过多组转子降速对比实验研究了所提出箔片气体动压轴承的起飞特性,分析了转子不平衡量和外部... 本文研制了由搭接式径向轴承和叠片式推力轴承组成的一套搭接-叠片式箔片气体动压轴承,同时设计并搭建了相应的箔片气体动压轴承转子实验台,通过多组转子降速对比实验研究了所提出箔片气体动压轴承的起飞特性,分析了转子不平衡量和外部载荷对该轴承-转子系统的转子动力学影响。起飞实验结果表明,本文所研制的搭接式径向箔片气体动压轴承的起飞转速约为7500 r/min,最大起飞转矩约为220 N·mm。转子降速实验研究结果表明,随着转子不平衡量的增加,转子系统1X频振动幅值逐渐增大、二阶临界转速逐渐降低、次频振动发生频率逐渐提前;随着转子转速的增加,转子系统1X频振动呈现先增大后减小的趋势、次频振动幅值整体逐渐增大;在减小顶箔结构的圆心距后,转子系统稳定性增加。不平衡量与外部载荷加载耦合实验结果表明,不平衡量与外部载荷都会激起系统的次频振动,次频振动幅值随转速升高而增大;并且在激起次频振动方面,不平衡量与外部载荷之间存在着相互放大作用。 展开更多
关键词 转子动力学 气体轴承 转子试验台 不平衡量 外部载荷
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高速轴承腔磁力密封温度场和变形场数值分析及试验研究
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作者 潘君 邹国峰 +3 位作者 苏志敏 刘安 程仁义 李双喜 《机电工程》 北大核心 2025年第4期667-676,共10页
在高温、高转速等极端工况条件下,磁力密封会出现摩擦热温度过高、端面变形严重的现象,导致滑油泄漏甚至密封失效等问题。为此,针对磁力密封温度场及变形场,采用有限元分析及试验验证相结合的方法,对某型磁力密封结构进行了理论分析、... 在高温、高转速等极端工况条件下,磁力密封会出现摩擦热温度过高、端面变形严重的现象,导致滑油泄漏甚至密封失效等问题。为此,针对磁力密封温度场及变形场,采用有限元分析及试验验证相结合的方法,对某型磁力密封结构进行了理论分析、仿真模拟及试验研究;基于磁力密封端面密封性能,讨论了磁力密封的极限工况条件。首先,采用了有限元数值分析软件,针对磁力密封建立了其磁固热耦合分析模型;然后,基于静磁学和传热学理论,对比分析了主轴转速、介质温度、介质压力对磁力密封温度场、变形场的影响程度;最后,探讨了磁力密封的适用工况范围,并通过试验对数值分析的准确性进行了验证。研究结果表明:在标准工况14 050 r/min、150℃、0.07 MPa下,单一参数达到极限转速27 000 r/min、极限介质温度175℃、极限压力0.12 MPa时,密封端面温度和端面变形量大幅上升,密封存在失效的风险;同时90℃为滑油敏感温点,低于该温度,则端面摩擦热主导温升,高于该温度,则滑油介质影响更明显。该研究结果获得了磁力密封的适用工况范围,可用于磁力密封的设计。 展开更多
关键词 磁力密封失效 高温高速 磁固热耦合 主轴转速 介质温度 介质压力 端面密封性能
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进气组合畸变对某涡轴发动机性能影响研究
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作者 赵思瑞 王旭 +3 位作者 李杜 马东阳 吴鑫鑫 吴建辉 《推进技术》 北大核心 2025年第8期86-94,共9页
进气畸变是恶化涡轴发动机性能、造成其稳定裕度损失的重要因素。针对某新研发的民用涡轴发动机,采用全环非定常方法开展了进气组合畸变对其组合压气机特性影响的数值研究,并基于压气机部件试验数据进行了数值校验,分析了组合畸变对压... 进气畸变是恶化涡轴发动机性能、造成其稳定裕度损失的重要因素。针对某新研发的民用涡轴发动机,采用全环非定常方法开展了进气组合畸变对其组合压气机特性影响的数值研究,并基于压气机部件试验数据进行了数值校验,分析了组合畸变对压气机特性的影响规律,探索了组合畸变对组合压气机流场的影响机制。结合总体模型分析了进气畸变对涡轴发动机整机性能的影响规律,并通过整机地面试验结果校验了工作线位置变化,总体模型的数值结果与试验结果误差小于2%,数值结果表明100%转速下组合畸变使得发动机稳定裕度降低了2.36%,掌握了进气畸变对发动机稳定裕度的影响,验证了发动机在畸变进气条件下的稳定工作能力,为发动机适航研究提供了理论支撑。 展开更多
关键词 涡轴发动机 组合压气机 进气畸变 喘振试验 特性变化规律
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