基于混合推理的涡轮叶片精铸模具智能设计

通过对航空发动机涡轮叶片精铸模具设计内容和领域知识特点的分析,提出以CBR(Case-based Reasoning)方式进行初步设计,RBR(Rule-based Reasoning)方式进行设计修改的精铸模具智能设计推理模型.针对精铸模具方案设计阶段的CBR推理,研究实例表达及检索技术,有效提高推理效率,在CBR基础上,采用RBR对设计方案进行修正改进.提高精铸模具设计质量.实例验证表明,所提出的相关算法为实现精铸模具设计的智能化提供了新的思路.     

实用型涡轮叶片精铸模具CAPP系统

结合涡轮叶片等航空产品精铸模具设计与制造过程,介绍了CAPP技术在精密模具的设计和制造中的发展和应用,以及实用型涡轮叶片精铸模具CAPP系统的主要内容,并回顾了CAPP技术的发展历史,指出了CAPP技术的发展趋势.     

航空发动机涡轮叶片精铸模具集成设计系统

为满足航空发动机涡轮叶片精铸模具设计、制造、叶片铸件检测流程对信息集成的需求,提出构建精铸模具集成设计系统平台。给出了系统框架总体结构,研究了集成平台构架、设计主模型构建及设计信息管理、模具型腔反变形设计、模具智能设计、叶片无损检测与评估等关键模块的实现方法。该系统能有效的将模具设计和叶片检测的数据流进行管理,优化设计流程,达到集成设计目的。     

基于特征的涡轮叶片精铸模具加工工艺规程设计方法

在分析涡轮叶片精铸模具结构特征和制造工艺的基础上,结合精铸模具加工工艺规程设计经验,利用知识工程技术,开展了精铸模具加工工艺规程智能设计方法研究。主要内容包括零件特征信息模型建立、工艺知识库构建及基于特征的产生式规则推理机制研究。通过系统开发,最终实现了涡轮叶片精铸模具加工工艺规程的智能生成。     

基于知识模板的涡轮叶片精铸模设计方法研究

提出了基于知识模板的涡轮叶片精铸模设计方法,介绍了知识模板的定义、构建方法及基于知识模板的设计方法等关键技术。面向装配过程,设计了具有参数化关联的模具模板结构,实现基于模板知识的精铸模自动生成,缩短了精铸模设计周期,提高了精铸模标准化程度和设计知识利用率。     

涡轮叶片精铸模具辅助机构参数化研究

涡轮叶片精铸模具是航空发动机涡轮叶片类零件精密铸造过程中的关键工装,其设计过程繁琐,使得采用现有通用软件系统进行模具设计时,只能依靠设计经验丰富的人员手工操作实现,自动化程度不高,严重制约了其设计周期。通过分析涡轮叶片的结构特征以及现有涡轮叶片精铸模具的结构特点,提取精铸模具的设计方案及模具辅助机构生成的设计知识,采用构建精铸模具模板库的方法,基于UG平台对涡轮叶片精铸模具辅助机构进行参数化设计,提高了设计效率,缩短了生产周期。     

基于事例与特征的涡轮叶片精铸模分型面生成技术

分型面设计直接影响精铸模具结构设计与模具加工复杂程度,是一项典型的强经验、弱理论的工作。为叶片及其精铸模建立特征库、事例库,将专家经验知识化、规则实例化,将基于事例推理与基于精铸模特征推理技术相结合来生成分型面,同时考虑后续加工的影响,使得分型面的设计更加合理,缩短精铸模研制周期。     

航空涡轮叶片精铸模具型腔优化设计系统

针对航空涡轮叶片精铸模具型腔设计中存在的精度控制问题,开发了航空涡轮叶片精铸模具型面优化设计系统.基于主流的CAD/CAM软件和无损检测平台等,建立多信息融合的精铸模具型面优化设计平台.主要包括基于三维收缩率模型的模具型腔设计、基于收缩率模型的铸件位移场预测、基于位移场预测的模具型腔虚拟修模.在叶片多源测量数据及数值模拟的基础上建立叶片精铸位移场模型,结合反变形补偿设计基本原理,实现模具型面的优化设计.     

精铸涡轮叶片蜡模模具型面优化设计方法

提出一种基于有限元法的精铸涡轮叶片蜡模模具型腔优化设计方法。首先,计算出涡轮叶片在凝固和冷却过程中的非均匀、非线性收缩变形量;然后,基于本文提出的位移场反向迭代算法,确定优化的蜡模模具型腔。以A356合金涡轮叶片为例,采用提出的涡轮叶片模具型腔优化设计系统,经过精度评估,尺寸误差得到了大幅度降低。数值模拟与实验结果吻合良好,经过4次迭代优化,涡轮叶片的总体形状误差从0.515815mm降低至0.001978mm。     

基于权值的压气机树脂叶片模具型腔反变形优化

针对航空压气机低速试验台上采用的压气机树脂叶片在注塑成形过程中精确控型难这一问题,开展了模具型腔优化方法的研究。利用Moldflow软件对压气机树脂叶片的注塑过程进行仿真,得到树脂叶片翘曲变形的位移量,再用引入权值的反变形方法对模具型腔进行优化并仿真验证。结果表明,采用基于权值的反变形方法对模具型腔进行优化,可显著提高压气机树脂叶片的注塑成形精度。     

基于关联规则的汽轮机叶片振动研究

研究了汽轮机叶片振动测试的数据采集方法,采用光栅光纤及电阻应变片分别测量手段进行叶片振动实验。模拟汽轮机运行状态进行了转子运行实验,提出了实验方案,通过实验测试采集了振动信号数据集。应用Apriori算法对数据集进行分析,使用WEKA平台进行数据处理,定位了转子在这一状态下的易损部位,并发现了与叶片振动相关的关联规则。研究表明,应用Apriori算法可有效发现汽轮机叶片振动问题,将其应用于更多工况下汽轮机运行振动优化具有一定指导作用。     

燃气轮机二级动叶片失效分析

对燃气轮机二级动叶片失效件进行了化学成分分析、金相组织观察、晶粒度测定、夹杂物检查及断口分析。结果表明，叶片断裂的原因是在长时间高温作用下，碳化物(M23C6)析出并集聚于晶界，近晶界处出现贫铬区，产生表层晶界严重氧化过烧，使热强性降低，材料脆化而产生断裂失效。     

发动机涡轮叶片断裂故障分析

发动机在工作过程中突然停车,检查发现低压涡轮转子叶片全部损伤,高压涡轮叶片均齐根折断。通过对高低压涡轮叶片断口特征进行宏观检查分析,确定了首断件及其断裂性质为疲劳断裂;对首断件叶片断口进行显微分析,研究了断裂特征和疲劳扩展情况;断裂的原因为叶片上下缘板总间隙在使用过程中变大,阻尼效果变差,叶片异常振动,离心应力叠加振动应力,致使叶片在工作过程中断裂。     

发动机涡轮Ⅱ级叶片断裂原因分析

某航空发动机涡轮Ⅱ级叶片在役其间发生断裂。通过断口宏微观观察、金相组织检查、化学成分及硬度检测等手段确定了叶片断裂性质和原因。结果表明：涡轮Ⅱ级叶片断裂性质为振动疲劳。工作应力、热虚力、制造质量、外物损伤、环境损伤都将促进此类故障发生。根据上述结论及影响因素，提出了一系列在修理和使用过程中应采取的控制措施，取得了较好的成效。     

风力机叶片涂层冲蚀磨损实验装置的设计

风力发电机叶片在风沙环境中运行时会受到挟沙风的冲蚀,导致叶片表面涂层损毁并且降低叶片使用寿命,同时也增加叶片的维护成本。为了探究风力机叶片受挟沙风冲蚀磨损情况,研制一种涂层冲蚀磨损实验装置,该实验装置以压缩空气为动力,通过压缩空气气管接通气源。压缩空气在冲蚀管中建立工作压力,在冲蚀管内完成沙料和压缩空气充分混合,形成高速运动的挟沙风;再利用PLC控制步进电动机转速,通过螺旋推进器进行输沙率控制,由冲蚀管喷嘴喷出,喷射到风力机叶片模型表面对其进行冲蚀磨损实验。该冲蚀装置可实现多种冲击风速、携沙量、冲击角度的多工况磨损实验,能够提供较为精确的实验数据。     

汽轮机叶片断裂失效分析

对汽轮机断裂叶片进行了金相组织观察、断口扫描及能谱分析。结果表明该汽轮机叶片的断裂是由于叶片边缘与加热器接触,导致局部组织严重过热,从而使该处强度降低,萌生裂纹源,在交变应力作用下裂纹进一步扩展最终导致疲劳断裂。     

风机叶片双轴液压作动器疲劳加载装置设计

设计了双轴液压作动器叶片疲劳加载装置。对翼面向和翼弦向运动耦合问题进行分析,设计加载装置的液压系统,按照工作周期能量守恒原则,进行作动器性能参数匹配,采用蓄能器作为辅助动力源,模糊自整定PID参数对作动器进行控制。试验结果表明:在翼面向振幅维持阶段,液压作动器加载装置能很好地捕捉叶片共振点,并逐步达到共振峰值且维持峰值变化率在试验要求的误差范围内(±5%),达到了较好的控制效果。     

基于声发射传感器阵列的风机叶片结构健康监测方法

风机叶片结构健康监测是一个迫切需要解决的问题。通过分析各种风力机叶片的损伤检测方法,结合声发射技术特点,研究了基于声发射传感器阵列的风机叶片结构健康监测方法。其中,PZT压电陶瓷传感器阵列布设于受损率较高的叶片部位,对叶片按20%最大设计载荷的增量施加载荷,结合Kaiser效应和Felicity效应,分析采集到的声发射信号,统计声发射波击数,从而判断损伤发生的区域。该方法相比于其他检测技术具有灵敏度高、定位准确和实时性好的特点,在风机叶片结构健康监测研究领域具有较大的意义。     

基于UG的汽轮机叶片CAD系统二次开发

文章以汽轮机叶片为研究对象,以某企业实际生产需求为导向,基于UG软件和Visual Studio 2010软件平台,采用了C语言和UG/open API函数联合编程的二次开发方法,开发了一套汽轮机叶片参数化模型快速造型系统,提高了设计人员的工作效率,缩短了企业产品开发周期,加强了企业的竞争力。