涡轮叶尖压力边小翼肋条对泄漏流场的数值模拟

结合基于压力修正的采用雷诺应力湍流模型加壁面函数的气维计算流体力学程序,通过在叶尖压力面表面边缘加小翼肋条的被动控制方法以期减小叶尖间隙泄漏流动带来的损失,文章对某一轴流涡轮转子叶尖间隙泄漏流场的被动控制进行了数值模拟研究,并详细分析了在不同肋条宽度下泄漏流场细节,最后计算了涡轮效率;结果表明:涡轮叶尖单压力边小翼肋条总体上减小叶尖表面压差,使得吸力面后半部分泄漏流速度减小,从而减小泄漏流动损失,但会增大通道内流动损失,涡轮转子效率下降;小翼肋条宽度有一个最佳值,小间隙下增大肋条宽度使得效率减小,大间隙下肋条宽度增大却增大涡轮转子效率;压力边小翼肋条改变了叶尖压力边附近的流场,对吸力边附近泄漏流动结构没有大的影响.     

涡轮叶尖间隙动态建模的LS-SVM方法

为了延长现代航空发动机的工作寿命,提高其工作性能及降低耗油率,叶尖间隙主动控制技术成为国内外的一个研究热点。叶尖间隙的动态建模是实现叶尖间隙主动控制的关键技术。为此,首先对涡轮叶尖间隙的变化机理进行初步分析,分析了涡轮叶尖间隙在温度、离心力及机动飞行下的变化规律,然后,研究了适用于叶尖间隙动态建模的最小二乘支持向量机方法。仿真结果表明:最小二乘支持向量机在叶尖间隙动态建模中具有良好的实用性及可靠性,即使叶尖间隙的动态变化存在严重非线性,也仍然有效。     

一种涡轮叶尖间隙主动控制系统的建模与仿真

为了提高现代航空发动机的性能,通过机械装置来控制(减小)涡轮叶尖间隙成为现在和未来的一个研究热点。在分析研究了航空发动机在不同工况下涡轮叶尖间隙的变化规律的基础上,提出了一种双闭环主动快速控制系统。进而,设计了一种可以控制非均匀叶尖间隙变化的作动装置,并对其进行了深入的数学建模分析。最后,分别通过PID和模糊PID两种控制器工作方式,对所设计的涡轮叶尖间隙主动快速控制系统的控制效果进行了仿真验证,结果表明,在起飞时段,PID控制曲线与模糊自适应PID控制曲线基本重合;但是在巡航、迅速减速、迅速加速、再次巡航时段,模糊自适应PID的控制效果要明显优于PID控制。     

光纤传感器在叶尖间隙测量中的应用

介绍了叶片叶尖间隙测量的目的与意义,并分析了传统的测量方法的优缺点.在此基础上,采用了基于光纤传感的叶尖间隙测量技术对叶片叶尖的间隙进行非接触测量.该方法采用三组接收光纤的强度调制型光纤传感器接收叶尖表面的散射光,此传感器既可以消除光源波动、叶尖表面反射率变化对测量结果的影响,也可以大大减小叶尖表面不平度对测量结果的影响.     

航空发动机转子叶尖间隙测量

简述了航空发动机转子叶尖间隙控制的意义及作用,转子叶尖间隙设计选择的依据.以某型风扇和某型高压压气机转子叶尖间隙测量为例,具体分析了间隙对性能的影响作用和变化规律,论证了间隙测试技术作为一种指导和验证手段在工程应用中的重要作用.     

基于叶尖间隙测量系统的轴心轨迹测量技术研究

经过数据提取、数据转换、拟合反算、轴心定位等处理步骤,可实现利用叶尖间隙测量系统的数据获取转子轴心轨迹的目的.该方法可用于轴心轨迹专用测试设备难于应用的场合或已配置叶尖间隙测量系统的低成本测试试验.     

转子振动微机软件应用与剖析

本文使用从俄罗斯引进的旋转机械转子振动ＲＯＴＯＲ微机软件,对２０多年前研制的微型涡轮发动机转子作了振动分析,基本摸清了该转子的振动特性．本文还对ＲＯＴＯＲ软件进行了详细剖析,认为如作再次开发和改进,可成为符合我国国情的转子振动计算机软件．     

非接触式高速旋转叶片振动测量新技术的研究

基于叶尖定时原理开发了一套旋转叶片振动监测系统,该系统主要由光纤传感、数据采集、振动分析三个部分组成.光纤传感的核心是叶尖定时传感器和光电转换模块的设计,数据采集实现对转换后的脉冲数据进行高速采集、预处理和与计算机之间的高速通信,振动分析则由计算机软件进行实时处理并显示分析结果.整套系统在现场某大型压气机上进行了原理性验证,同时在高速模拟转子上通过了实时性验证,分析得到的结果与应变片监测的数据完全吻合,保证了整套系统最终应用于压气机叶片振动的在线实时监测.     

基于电容法的叶尖间隙测量准确度主要影响因素研究

航空发动机转子叶尖间隙是影响其性能和安全的重要参数.采用电容法进行叶尖间隙测量时,测量准确度的影响因素有很多,文中将其分为4大类、共计22条末端因素.通过现场调查、计算分析和试验验证的方式,对末端因素逐个按照标准进行了检查,确定了7条主要影响因素,并提出了解决方案,最终保证了电容法叶尖间隙测量的准确度.     

超声悬浮及转子振动抑制理论与实验研究

超声悬浮技术可以实现悬浮和减摩功能,减少转子与静子之间的摩擦,而且由超声波产生的悬浮力可以不受悬浮物材料的影响.首先,根据流体动力学推导出超声波挤压膜的基本方程,对其进行理论推导并利用高阶差分方法进行仿真求解;针对气膜力与悬浮间隙、超声波振幅、气压、超声波频率因素的关系进行了分析,讨论了不同参数对超声悬浮性能的影响规律.然后,通过平面气膜力分解与合成推导出凹面气膜力,并研究了转速对其悬浮力的影响.将其施加在不平衡转子系统中,对转子系统的振动响应进行数值仿真,并对各个情况下的结果进行对比,探讨出不同参数下的振动抑制效果.最后,设计了超声悬浮-转子系统的实验台,通过实验测试不同参数下转子系统的振动响应,验证超声悬浮技术对于转子系统的振动抑制作用.     

热固耦合作用下9F级燃气轮机碰摩转子的振动分析

针对燃气轮机转子碰摩故障的振动特性,建立了包含温度因素的9F级燃气轮机碰摩转子的动力学方程.建立9F级燃气轮机转子的结构模型,对燃气轮机转子进行瞬态热应力分析,同时考虑到碰摩力的影响.研究了9F燃气轮机转子从正常运行到停机72小时不同时刻的温度场及热应力.分析结果表明：采用有限元分析方法对9F级燃气轮机碰摩转子的振动特性研究是可行的,同时考虑到转子热固耦合作用的影响,对于更准确地研究转子的碰摩故障的振动特性具有重要意义.     

大型汽轮发电机组现场动平衡试验研究进展

对于高参数、高效率、复杂轴系的大型超临界汽轮发电机组,启停成本过高,提高轴系动平衡的精度与效率,成为降低轴系动平衡的成本的关键要素。介绍了转子不平衡故障机理与振动特征,梳理了基于振动信号处理及深度学习的轴系不平衡故障识别方法,并列举了多种轴系动不平衡量的计算方法,建立了现场轴系动平衡治理框架。该框架融合了转子不平衡识别、动平衡修正以及轴系动平衡的影响系数数据库的建立,提高现场动不平衡识别精度。分析表明,高效动平衡能有效降低轴系振动,并成功应用于转子热弯曲、动静碰磨等多种故障预防中,提高汽轮发电机组的安全可靠性。同时,若加重量较大时,应采用高密度平衡块,能降低不平衡块的分散度,可进一步提高动平衡的效果。     

基于小波包分析及神经网络的汽轮机转子振动故障诊断

根据Bently实验台所采集的碰摩、松动、不对中、不平衡4种典型汽轮机转子振动故障信号,运用小波包分析方法对其进行能量分析并提取故障特征.分析结果表明:小波包分析与信号能量分解的故障特征提取方法,可以获得汽轮机转子振动的故障状态,有较好的故障区分度;另外由于经过小波包分解再重构后所提取的故障特征参数浓缩了汽轮机转子振动故障的全部信息,而BP神经网络具有优良的非线性映射能力,对提取的故障特征参数应用BP神经网络映射,可对汽轮机转子振动故障进行进一步的诊断.诊断结果表明:基于小波包分析及神经网络的故障诊断方法,具有较高的故障识别能力.     

基于MATLAB的燃机振动分析仪的开发实践

本文介绍了如何用MATLAB来开发一个实时振动测试应用程序。与下位机配合，在PC机上实现了具有振动测试、振动分析及转子轴的动平衡计算等功能的完整的振动分析系统。以应用上述程序解决本厂燃气轮发电机组的振动故障为例，表明MATLAB能用于实用的宾时控制系统中。     

共轴刚性旋翼桨尖间距建模与参数影响研究

共轴刚性旋翼桨尖间距是涉及直升机飞行安全的关键问题,建立了共轴刚性旋翼综合气弹分析模型,开展了升力偏置、前进比、旋翼交叉角、提前操纵角以及高阶气动载荷等因素对桨尖间距影响的数值计算和分析研究.研究结果表明,升力偏置是影响桨尖间距最重要的因素,随着升力偏置量增大,桨尖间距呈线性减小趋势,而且旋翼拉力越大,趋势直线的斜率就越大,本质上桨尖间距是由桨根动态挥舞弯矩决定的,桨尖间距不会随飞行速度的增大而减小,旋翼交叉角对桨尖间距有一定的调节作用,提前操纵角和高阶气动载荷则对桨尖间距影响很小.     

直升机旋翼动平衡测量方法研究

为实现直升机旋翼在高速旋转过程中动平衡值的测量，提出了一种基于阶次跟踪的测量方法。该方法首先利用阶次跟踪原理对旋翼转速信号进行等角度重采样，确定重采样的时刻值；然后利用等角度重采样时刻值，对经三次多项式最小二乘法曲线拟合后的振动信号进行二次重采样，得到旋翼振动阶次重采样信号；最后利用离散傅里叶变换方法对其进行阶次谱分析，得到旋翼的动平衡值。该方法有效克服了传统频谱分析方法在分析非平稳信号中存在的频率混叠及能量泄露等问题；同时，该测量方法通过软件实现具有较好的可移植性，能与其他直升机减振分析模块一起使用。通过在仿真试验台及试验机上进行验证试验，结果表明，该方法能有效测量直升机旋翼的动平衡值。     

某发动机外场地面试车振动监测限制值确定研究

针对某发动机缺乏外场地面试车振动监测限制值,严重影响安全使用的客观事实,在对该型发动机结构特点分析的基础上,借助于转子动力学有限元技术,建模分析了该发动机的转子动力学特性,明确了应重点监测燃气涡轮机匣处振动,为外场振动实测提供了理论指导.结合大量的外场实测振动数据分析,基于旋转机械振动监测限制值确定的通用原则,初步给出了工程适用的外场地面试车振动监测限制值建议.