柔性转子无试重模态动平衡测试系统

针对传统柔性转子动平衡方法需要多次添加试重、多次启动而导致平衡效率低、安全性无法保证的问题,提出了一种高速柔性转子无试重模态动平衡方法。该方法借助有限元软件计算得到转子的模态特征,结合测量得到的振动信息,计算出平衡配重的大小和相位。为了将此方法应用于工程实际,研制了一套柔性转子无试重模态动平衡软、硬件测试系统。将该系统与国外同类先进测试设备SIRIUS对比,两者之间的相位测量误差为2.376°。转速计量表明,该测试系统的转速测量范围为0～60kr/min,最大测量误差为10%。应用该系统对跨二阶双盘柔性转子实施了无试重动平衡试验,平衡后一阶振幅下降60.6%,二阶振幅下降74%。试验结果表明,所研制的无试重模态动平衡系统可有效应用于高速柔性转子的动平衡,提高平衡效率和安全性。     

高温合金激光冲击强化数值模拟及其疲劳寿命预测

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.     

高负荷扩压串列转子的设计技术探讨

对高负荷串列转子的设计技术进行了探讨,通过速度三角形分析与可控扩散叶型的反问题设计技术相结合,完成了二维高负荷串列转子的设计方案。数值计算表明:所设计的串列转子有优越的气动性能,效率能达到91%,并且在50°的气流弯折角和1.68的增压比情况下无分离流动,保证了其做功能力达到了原始两级的做功能力。     

带孔板离心泵的电机叶片泵样机效率分析

针对所研制的电机叶片泵样机,建立了样机性能测试系统。通过测量样机的输出流量、转速等性能参数,获得了样机的转速、效率随出口压力的变化特性。运用理论分析和数值计算对试验结果进行了分析,得出电机叶片泵样机的浸油负载和电机鼠笼转子电阻是影响样机效率的主要因素。优化鼠笼转子材料和结构,可显著提高电机叶片泵转速和效率,在最高工作压力22 MPa时,转速提高90 r/min,可达1472 r/min;效率提高2.4%,最大可达47%。对完善电机叶片泵基础理论,以及静音、高效液压电机泵的研制有重要的指导意义。     

刷式密封高温摩擦磨损行为*

刷式密封能够提升各类透平机械的性能,近年来航空发动机对刷式密封提出了更高的工作温度要求。为研究高温条件下跑道对刷丝尖端的磨损作用,针对性地研制基于电磁加热原理的刷式密封高温磨损试验设备,并成功完成 GH5605 材料的刷封试样与转子跑道之间的高温高速磨损试验,试验温度达到 700 ℃,试验线速度达到 100 m / s。为研究刷丝柱面的高温摩擦磨损行为,基于 SRV 摩擦磨损试验机开展刷丝柱面模拟磨损试验。研究结果表明：刷丝尖端与跑道耐磨涂层之间的磨损机理以磨粒磨损为主,随着跑道温度升高,刷丝尖端附着的氧化物增加,并可使刷丝柱面产生粗糙氧化层;温度对刷丝柱面的磨损行为有显著影响,常温条件下刷丝柱面呈现出显著的黏着磨损特征,在 300 ℃和 700 ℃的试验温度条件下,氧化现象削弱了刷丝柱面的黏着磨损作用,并使其摩擦因数和磨损速率降低。研究结果揭示了刷式密封的磨损机理及高温条件对其磨损行为的影响,可为提升刷式密封的磨损性能提供理论指导。     

水陆两栖飞机单船身静水面滑行数值模拟

针对水陆两栖飞机静水面起飞滑行问题,提出了一种基于CFD技术的水陆两栖飞机静水面滑行的模拟方法。将水陆两栖飞机进行简化,采用水陆两栖飞机单船身为研究模型,并通过外力来模拟机翼气动升力和螺旋桨低头力矩。以FINE/Marine作为流体分析软件,首先划分出高精度、高质量的全六面体非结构网格,并采用自由液面捕捉法准确捕捉自由液面,最后选用k-ω（SST-Menter）湍流模型并通过求解粘性雷诺平均方程耦合运动方程来模拟水陆两栖飞机单船身静水面滑行特性。计算结果与试验结果的误差较小,具有较高的精度,为下一步的全机静水面和波浪水面起飞滑行问题分析奠定了坚实的基础。     

旋流角度和压降对分级燃烧室流场和雾化的影响研究

为了得到不同结构参数及气动参数下的油气掺混特性,采用粒子图像测速与平面激光散射方法研究副模旋流器旋流角度、旋流器压降对中心分级燃烧室头部流场与燃油分布的影响。结果表明：在常温常压状态,随着副模旋流角度的增大,副模燃油喷雾锥角增加,台阶回流区减小,中心回流区增大,主副模射流在喷嘴下游轴向位置更近处发生融合;随着旋流器压降的增加,主副模射流增强,中心回流区最大宽度增大,副模燃油喷雾锥角微弱减小,但主模燃油的分散特性得到明显改善;副模与主模燃油在场内浓度峰值位置受耦合影响较小,主模射流轨迹附近的破碎状态在主副模燃油单开的叠加场中与耦合场中的结果差别较大。     

涡轮冷却叶片参数化建模方法

针对航空发动机涡轮冷却叶片结构复杂、设计难度高的问题,采用UG/API的特征参数化建模技术与数学解析相结合的方法,建立了面向工程的流程化先进涡轮冷却叶片模块式参数化建模系统。从特征与参数的角度,对涡轮冷却叶片进行了叶身外形特征、内部冷却特征以及独立附属结构特征的划分。给出了叶身外形、榫头、缘板和叶身内形以及以其为基体的换热肋片、隔肋、扰流柱特征的详细参数化建模过程及设计实例,提高了涡轮冷却叶片设计效率。