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航空发动机转子叶片振动方程及其频率计算
航空发动机 转子叶片 振动方程 Ritz-Galerkin方法 振动频率
2013/9/10
航空发动机工作过程中，转子叶片的工作环境较为恶劣，会无法避免地受到气动和机械等载荷的激励作用而引发强迫振动，特别是当载荷频率与叶片的动频相同时就会使叶片共振、应力增大甚至造成叶片破坏，故准确获得叶片在不同转速时的动频就显得尤为重要。根据叶片的受力分析，通过引入叶片的变形系数，建立了叶片的自由振动方程。然后利用Ritz-Galerkin方法得到了一种可以计算叶片静频和动频的数值方法，计算结果与实验测...
针对自由曲面整体叶轮提出了一种适用于自由曲面叶片型面精加工的电解工艺（ECM）方法，采用分步法对整体叶轮的叶间通道进行加工，再采用成形阴极对叶片进行精加工，使其满足叶片加工要求。为了实现叶片的精加工，设计了叶片电解精加工实验装置，设计中利用运动仿真软件对成形阴极结构进行了改进，并运用流场模拟软件对阴极流道进行模拟分析，使阴极形状和极间的电解液流速满足加工要求。在加工实验过程中，对阴极的运动路径进行...
在数控加工过程中,因受到切削力的影响,薄壁悬臂叶片容易出现弯曲、扭转变形等问题而导致被加工曲面误差较大。针对该问题,提出了一种非均匀余量刚度补偿方法,将非均匀余量偏置面作为粗加工/半精加工零件面以提高叶片精加工时的抗弯刚度。首先,分析了集中力载荷下截面厚度对薄壁工件变形的影响;然后,对叶片径向和截面线方向分别采用线性变化和正弦函数变化两种方法进行叶片曲面非均匀余量刚度补偿设计;最后,基于叶片原始截...
针对空心涡轮叶片精铸蜡型陶芯定位元件尺寸难以精确量化的问题,提出了基于模型匹配算法的陶芯定位元件尺寸计算方法。通过将壁厚权值因子引入匹配模型,实现了测量数据与理论模型的精确匹配;基于匹配后的陶芯实测数据,建立了定位元件的尺寸计算方法;最后,将壁厚偏差分布一致的一批陶芯分两组进行实验对比。结果表明该方法计算出的陶芯定位元件尺寸能够有效提高蜡型壁厚精度,对空心涡轮叶片的精确控型有一定的指导意义。
为了获得内部换热效率和气膜冷却效率对综合冷却效率的影响规律,建立了简化物理模型对涡轮叶片复合冷却有效性进行分析,得到了内部换热效率与气膜冷却效率对综合冷却效率的影响规律:较低热负荷状态下,内部换热效率提高,综合冷却效率随之提高,内部换热效率对综合冷却效率影响大;较高热负荷状态下,气膜冷却效率对综合冷却效率影响增大,内部换热效率的影响减弱;过高的热负荷会出现综合冷却效率随着内部换热效率的增加而下降的...
在遗传算法中 ,采用单纯形法寻优取代变异运算构成混合遗传算法 ,以提高遗传算法局部搜索能力。算例表明混合遗传算法可有效提高搜索效率和对最优解的逼近程度。采用三次多项式和多圆弧方法生成叶型中弧线 ,三次多项式分布叶型厚度 ,对叶型进行参数化。将N S方程正问题流场数值计算与混合遗传算法相结合 ,构成叶轮机械叶型自动优化设计。尝试由气流转角、总压损失和叶型型面面积构成目标函数 ,对压气机叶型进行自动优...
涡轮叶片气膜冷却的数值模拟
涡轮叶片 气膜冷却 喷射模型 湍流模型
1998/7/13
在低雷诺数 Ｋε双方程紊流模型程序基础上，通过引进一种离散孔气膜冷却的喷射模型，预测了涡轮叶片上有冷气出流情况下的冷却效率，包括对不同吹风比， 不同二次流与主流的密度比，不同主流紊流度，不同展向孔间距，单排孔不同孔排位置及多排孔同时有冷气出流等多种情况，总结出了喷射模型中两个重要参数的变化规律，计算结果与实验数据符合程度良好。
叶片弯曲对叶顶间隙流动影响的实验研究
涡轮叶栅 弯曲叶片 间隙流动 实验研究
1998/6/15
详细测量了直叶栅与正、反弯叶栅叶顶间隙中分面以及叶栅前、后横截面内气动参数分布，并对壁面（包括上、下端壁与叶片表面）流场进行了墨迹显示。对比３ 套叶栅的实验结果发现：叶片正弯削弱了泄漏流与端壁流道内横向二次流，泄漏涡与上通道涡合并，二次涡分离由整体分离转变为局部分离，既减少了相对漏气量又降低了掺混损失；叶片反弯加强了泄漏涡与上通道涡的相互作用，虽然使相对漏气量减少，但却增大了掺混损失。
提出一个基于遗传优化理论的透平机械叶片设计方法。该方法以叶片形状作为优化对象，利用遗传算法通过使其表面边界层中流动损失的极小化来搜索最佳的叶片形状。叶片形状被参数化表示。已知叶片形状的流场分析由一个叶栅正命题ＣＦＤ程序完成。方法应用于一个离心压缩机扩压器叶片设计。数值计算显示，该方法可成功地求得具有最小流动损失的扩压器叶片形状。
叶片排干涉对叶片颤振和强迫响应影响的研究
叶片排 干涉 叶片颤振 强迫响应
1998/4/17
叶片排干涉对叶片颤振和强迫振动具有显著影响，采用多叶片排三维和二维半激盘模型对此进行了研究。分析表明，叶片排干涉效应与非定常扰动的传播特征及叶片相对轴向位置有关。对稳定性问题，能量法分析结果说明叶片排干涉使叶片更易失稳，但适当调整叶片相对轴向位置有可能提高叶片气动弹性稳定性。在由相邻叶片排尾迹诱导的强迫响应问题中，主要由阵风响应流场决定叶片的气动弹性行为，在亚共振模态下，占主导作用的势流阵风响应随...
定向凝固叶片类铸件热裂规律性研究
定向凝固 叶片类铸件 热裂
1997/1/15
针对空心叶片类铸件薄壁在定向凝固过程中横向收缩受阻的特点，采用薄板工字型试样，进行了定向凝固Ａｌ－Ｃｕ合金和Ｒｅｎｅ１２５合金的热裂倾向试验研究，并用凝固分析的方法对定向凝固叶片类铸件热裂规律性进行了讨论。
全面比较了用Ａｌ２Ｏ３和ＣＢＮ磨削Ｋ４１７铸造高温合金时的磨削效果，指出：Ａｌ２Ｏ３不适于高效磨削Ｋ４１７之类的航空难加工材料，而ＣＢＮ是实现该材料高效深切磨削的有效工具。通过大量实验，验证了断续ＣＢＮ砂轮缓进给磨削Ｋ４１７时的技术优势，解决了树脂结合剂应用于断续磨削时所遇到的新问题。分析显示出该技术具有很好的应用前景和极大的推广价值
研究了利用超声波检验不合格的毛坯，经过中间β处理，生产出组织和性能符合国军标要求的合格叶片模锻件的方法。结果表明，高倍组织不均匀的毛坯，经β处理、水冷获得α组织，使叶片的缘板或榫头和叶身的锻造变形量控制大于５０％，锻造温度控制为（Ｔβ－５０）℃，第一次退火温度由（Ｔβ－５０）℃提高到（Ｔβ－４０）℃，保温时间取３ｈ，最终获得的叶片模锻件的高、低倍组织可达到国军标评级图１～２级，常规力学性能指标全...
叶片通道内二次涡的数值模拟
欧拉运动方程 二次流叶栅流 计算机化仿真
1995/4/24
采用三维Ｅｕｌｅｒ方程数值模拟叶片通道内流向二次涡，及其对叶片出口气流角的影响。算例表明：采用这种方法可以计算出流向二次涡；该涡造成的出口气流偏转角与实验值比较，在远离壁面处相差较小。此方法可用于叶栅通道内流向二次涡的初步分析