粉末冶金涡轮盘低周疲劳寿命可靠性敏度分析

对于在0-起飞-0循环载荷作用下的某型粉末冶金涡轮盘,利用可靠性分析的要求寿命-实际寿命干涉模型,建立了给定寿命要求下的涡轮盘低周疲劳寿命非线性极限状态方程。在此基础上,分别采用改进一次二阶矩法、Monte-Carlo模拟法和马尔可夫链模拟方法,对涡轮盘进行了低周疲劳寿命可靠性灵敏度分析。通过对分布参数可靠性灵敏度作无量纲归一化处理,得到了影响涡轮盘低周疲劳寿命失效概率的分布参数排序,其中起飞状态应变的均值对失效概率的影响最大。研究了涡轮盘寿命可靠性灵敏度随基本变量变异系数变化的趋势,分析了变化趋势对设计的影响。同时,通过3种可靠性灵敏度方法结果的对照分析,得出了各种方法的适用范围。     

子结构模态综合法下的涡轮叶盘模态分析

针对车用涡轮增压器的涡轮叶盘振动问题,基于子结构模态综合法中的固定界面法,建立涡轮叶盘有限元缩减模型。通过对涡轮叶盘进行模态分析,得到不同模态截断数下的模态分析结果;与整体模态对比分析,取与整体模态吻合最好的结果,并在此结果下进行不同转速下的模态分析,根据分析结果绘制Campbell图,找出涡轮叶盘产生共振的转速。结果表明,子结构模态综合法可较精确地获得整体模型的中低阶固有频率解,为涡轮叶盘的振动优化设计提供了依据。     

航空发动机涡轮转子叶片-盘耦合共振特性分析

首先使用UG软件对某型航空发动机涡轮转子单个叶片和叶片-轮盘进行三维实体建模;然后应用有限元ANSYS软件计算不同边界条件下单个叶片和叶片-轮盘在典型转速下的固有频率及振动特性;最后根据计算结果绘制Campbell图,并进行频率裕度和共振特性分析。     

涡轮叶片尾缘针肋的振动特性分析

用三维有限元法对涡轮叶片尾缘针肋进行了模态分析和谐波响应分析，分别给出了形状不同的两种针肋前10阶模态参数，以及在简谐激励下的不同响应，并进行了比较，为针肋的设计和改进，防止结构共振提供了参考．     

旋转盘的可靠性分析

本文分析在几何形状为随机量时旋转盘的力学特性，用二阶摄动方法导出旋转盘的随机应力场和可靠度的计算公式，简单算例分析讨论了几何尺寸对可靠性的影响规律。算例结果与ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ模拟结果进行比较．表明本文提出的方法是有效的，理论是正确的。     

复杂边界条件下圆柱壳结构瞬态振动特性分析

针对复杂边界条件下圆柱壳结构瞬态振动特性研究不足,本文提出一种半解析法分析圆柱壳结构的瞬态振动特性。基于区域能量分解法和Reissner-Naghdi's线性薄壳理论,将柱壳沿壳体的母线方向分解为若干子壳段,并推导出圆柱壳结构一般边界条件下的求解模型。柱壳结构的位移函数用Chebyshev行列式和傅里叶级数表示,并引入最小二乘残差来消除计算的不稳定性。对柱壳结构进行瞬态振动特性分析,通过与有限元仿真计算结果对比验证了本文方法的有效性,结果表明:同一频段范围,结构厚度越小,位移曲线峰值越多,瞬态响应越大;损耗因子主要影响结构的共振峰值,对结构固有频率的影响较小。     

摆动活齿减速器转轴系统的振动特性及振动模糊可靠性分析

摆动活齿减速器的转轴系统是一个复杂的多转子系统，转子之间相互耦合，其动力学特性比较复杂。针对摆动活齿减速器的结构特点，采用传递矩阵-阻抗耦合法对摆动活齿减速器的输入轴-输出轴系统的弯曲振动进行了分析计算，建立了输入轴-输出轴系统的弯曲振动临界转速的计算模型。提出了转轴系统的振动模糊可靠度计算方法和计算公式。给出了应用实例，结果表明用本文方法得到的结果更接近工程上的实际情况。     

涡轮叶顶间隙密封冷却综合特性评估方法

为了评估带气膜冷却涡轮叶顶间隙的密封和冷却综合特性,在强化传热综合因子中引入气膜冷却效率,推导出了密封冷却综合因子表达式。其物理含义为:主流在一定功率作用并喷入一定量冷气时,被评估的传热方式与基准传热方式传热性能比。数值模拟获得了动叶顶部隔板迷宫间隙气膜冷却和密封特性数据,利用该因子对密封冷却综合特性进行了评估。结果表明:在研究的吹风比内,迷宫结构的冷却效果相比于平叶顶间隙有所改进,随着吹风比减小,改进程度先增加后减小;密封效果只有在高吹风比时有所改进。密封冷却综合特性都得到了改进,吹风比越小,密封冷却综合特性越好。     

考虑分离和重新接触的涡轮自带冠叶片振动特性分析

研究了涡轮自带冠叶片在考虑叶冠间不同接触情况下的非线性振动响应。建立了考虑相邻叶冠间的分离和重新接触以及离心刚化效应的涡轮自带冠叶片的弹簧质量模型,并推导了其动力学方程。碰撞力采用更符合实际的线性弹簧和非线性弹簧的组合来进行建模,摩擦力则采用依赖速度的指数型摩擦模型。仿真结果表明,涡轮自带冠叶片可以表现出非常复杂的非线性现象,并且可以出现周期1、周期2、周期3、周期4和混沌运动。间隙不对称会使自带冠叶片的运动更加复杂。     

涡轮泵密封结构的动态可靠性分析

考虑到结构的载荷和强度由几种随机成分所构成,本文在线性统计近似理论的基础上,通过对随机过程的分析和推导,建立了结构可靠性的动态模型。以涡轮泵密封结构为例进行了结构可靠性的分析和评估,取得了较为符合实际的结果。     

基于kriging算法的涡轮盘温度场分析计算

基于有限单元法,采用加权余量法的计算式给出涡轮盘温度场分布.考虑有限单元法温度场分析计算过程中的计算量和准确性问题,提出一种基于Kriging算法的温度场分析计算方法.给出基于图形法的实验设计方法,采用复相关系数对所建立的近似模型进行校验.根据校验结果调整试验设计,更新近似模型,直至满足设计的精度要求为止.涡轮盘实例验证结果表明,该方法可以有效地拟合温度场.     

结构振动的模糊可靠性分析

利用随机有限元理论建立结构振动的概率有限元计算公式系统，得出结构固有频率的均值及其方差；根据模糊集合理论的基本原理，在结构振动的可靠性分析中引入共振失效的模糊定义，指出共振准则具有模糊性．在此基础上。提出共振区模糊子集的隶属函数的确定原则，给出了具体的确定方法．根据模糊事件发生概率的定义,导出了结构振动的模糊可靠性的计算公式。考虑到结构具有多阶固有频率，在进行结构振动可靠性分析时,结构应为串联系统，从而解决了结构动态问题的模糊可靠性问题．通过结构振动模糊可靠度的计算实例，验证了该法的有效性和可行性，并指出常规可靠性计算由于不考虑共振区域的模糊性而使计算结果偏大．     

涡轮增压器叶片模态特性分析

利用CAD软件对增压器的压气机叶片和涡轮叶片进行三维实体造形,并运用大型有限元分析软件对叶片进行模态分析,得到叶片的各阶固有频率及相应振型,对比增压器的工作转速和叶轮的通过频率,找出叶片的共振频率.从而为增压器叶片的优化设计提供依据.     

重载冲击激励下TBM刀盘振动特性的影响因素分析

刀盘是TBM的关键部件,刀盘的性能对TBM掘进性能影响很大。刀盘在掘进时承受的重载冲击扭矩和推力将导致剧烈振动,引起刀盘寿命下降甚至破坏以致影响掘进效率。基于ADAMS多体系统动力学仿真平台,建立了复杂因素影响下"辽西北"引水工程TBM主机系统的动力学模型,探讨了刀盘转速、刀盘拓扑形式和小齿轮速度波动与不同步等因素对刀盘振动性能的影响规律。仿真结果表明:为了减小刀盘振动,在设计TBM主机时应采取"铜钱"型拓扑形式,在控制TBM时应尽量避免驱动齿轮转速波动和不同步,在较低的刀盘转速下进行掘进。     

基于流固耦合的涡轮叶顶喷气冷却特性研究

高温燃气在涡轮动叶叶顶产生的泄漏流不但降低了涡轮效率,更是加剧了叶顶的热负荷. 本文基于实验模型,采用流固耦合的数值计算方法,研究了涡轮凹槽叶顶的间隙流与冷却射流相互作用的流动机理以及顶部喷气冷却对凹槽壁面换热效果的影响,重点分析了吹风比、冷却孔倾斜角、冷却孔进气角以及固体材料导热系数对壁面Nu数的影响. 结果表明: 大吹风比（M=1.5）能有效改善凹槽近压力面一侧肋条及底部的换热,Nu数分布更加均匀;进气角产生的“喷射效应”改变了冷却气流高速区的出口相对位置,当进气角大于0°时,冷却气体能有效阻隔高温流体使壁面Nu数降低;低导热系数材料降低了气流对固体壁面的对流换热,使得壁面的对流换热更加均匀.      

基于PXE无盘局域网的可靠性分析

本文详细分析了PXE无盘局域网的工作可靠性问题，从管理和使用的角度指出了保证可靠性工作的途径。     

高压涡轮叶顶间隙变化的数值分析

利用有限元分析软件分析了某型高压涡轮叶顶间隙在不同工况下随时间的变化。采用分段加载方法对模型施加温度和压力边界条件。计算结果与实验数据的对比分析表明:涡轮叶片位移对叶顶间隙变化的贡献不大,温度和转速是影响轮盘径向尺寸变化的主要因素,而温度是影响机匣和叶片变形的主要因素。     

复杂温度外场作用下转子系统振动特性研究

转子系统往往要在高转速、高温、高压等恶劣环境下工作,其受力情况非常复杂。以多自由度转子为研究对象,采用有限元法建立了考虑复杂外场作用下转子系统动力学模型。研究了该转子的振型、支承刚度对转子临界转速影响,并对考虑和忽略复杂温度外场作用下的转子系统不平衡响应进行了对比分析。结果表明：当考虑复杂温度外场作用时,转子系统的响应振幅明显增大。随着启动时间的增加,该转子的各结点振幅均逐渐增大,当启动时间超过15s时,幅值增长几乎呈线性变化。     

航空发动机涡轮盘低周疲劳与蠕变寿命分析

利用低周疲劳与蠕变同时作用时的应力应变关系,得出了一个新的应力应变回线及应力应变变化曲线,并以此为基础提出了一个以全应变幅为控制变量的计算低周疲劳寿命的新方法。同时利用蠕变与疲劳损失等效的假设,将蠕变对寿命的影响转化为疲劳周次,从而为疲劳与蠕变耦合问题的寿命计算提出了一个新的方法。