浅谈风扇精锻叶片型面数字化检测设计的开发

由于在风扇发动机中,一般静子叶片级数多达数级以上;而且,风扇静子叶片的叶身型面形状复杂,每个截面都是由封闭的样条曲线形成,因此,其叶身的形状是由多条样条曲线形成的复杂;并且,随着风扇转子、风扇静子叶片精密锻造技术的发展,高精度、小余量精锻叶片的检测水平也要向数字化、自动化、精密化、高效化发展。因其质量数据无法用常规手段获得,需要应用先进的检测仪器来控制精锻质量,即需要应用三坐标设备扫描检测。研究风扇转子、静子叶片检测设计的技术瓶颈,研究叶身型面形状的形成原理,消化叶片设计图,正确理解各截面的样条曲线关系;配合工艺,解决高精度、小余量精锻风扇静子叶片的型面检测设计的结构难题是本专业首要任务,也是航空领域工装设计的重要课题。     

某型滑油冷却风扇振动特性分析

为避免工作状态下风扇转子由于自身工作转速及相关的激振频率引起的共振现象,通过试验模态分析及数值模态分析结合的方法对转子振动特性进行分析,并与改进前的转子进行对比。结果表明,以静子尾流产生的激振力对应的共振转速与转子的工作转速相接近,改进后的转子各阶固有频率提升但共振裕度减小,因此在风扇使用过程中应保证其完整性,从而避免疲劳断裂等安全隐患。     

涡扇发动机风扇静态噪声预测

发动机风扇是涡扇发动机最主要的噪声源之一,其产生的机理是气体在高速旋转的叶片之间流动,引起强烈的宽频噪声和单音噪声。利用Matlab软件编程实现Heidmann大风扇修正噪声模型,对某型大涵道比涡扇发动机风扇静态噪声进行预测。建立该发动机风扇噪声数据库,通过基于1/3倍频程频谱的声压级和感觉噪声级来分析噪声预测结果。     

加速度载荷信息部分缺失下船舶机械噪声快速预报EI北大核心CSCD

为解决加速度载荷信息部分缺失时船舶机械噪声预报误差较大的问题,提出了基于设备等效载荷模型的快速预报方法。该方法基于设备载荷对机械噪声的影响规律,将设备的力学模型等效为F_(z)M_(xy)模型(设备力学模型由F_(z),M_(x)和M_(y)构成),通过能量叠加原理实现船舶机械噪声的快速预报。设备载荷以平均加速度表征时,若能确定出激振力的各个分量的载荷系数,则根据该方法可以准确地预报船舶辐射声功率;若无法确定各个激振力分量,通过等效载荷模型确定水下辐射噪声的变化范围。模型试验结果表明:设备激振载荷以完整的加速度载荷信息给出时,基于该方法的辐射声功率的计算误差在1 dB以内;若设备加速度载荷以平均加速度形式给出时,该方法可以给出水下辐射声功率的变化范围。     

发动机油底壳的辐射噪声分析及结构优化

油底壳表面辐射噪声占发动机总辐射噪声的24 %左右,已成为降低发动机噪声的重要制约因素。为了降低某油底壳的辐射噪声,通过有限元模型,计算其约束模态,找出油底壳的薄弱位置;进而施加由试验测得的激励,计算油底壳的表面振动加速度。在此基础上,采用边界元法对其进行辐射噪声总声功率级的计算;根据计算结果,对该油底壳进行结构优化,并预测结构优化后的辐射噪声水平。通过优化前后的对比表明：结构优化后约束模态频率有很大的提高,振型也有明显变化,总声功率级降低了1.83 dB (A)。     

振动板辐射噪声的结构主动控制

以平板为例，在时域里建立结构一声辐射模型，采用时域瑞利积分构造辐射算子，给出时域声辐射模态的计算公式；研究表明这些辐射模态能独立的辐射声功率，因此可实现对某一阶辐射模态进行单独控制而不影响其它各阶；并且时域辐射模态的一个重要特点是振动结构辐射的声功率主要由第一阶辐射模态的声功率所决定，在此基础上运用状态空间法进行平板结构辐射噪声的结构主动控制研究，并通过数值计算对控制效果进行了验证。     

城轨列车车辆空气传播噪声预测模型

为缩短城轨列车车辆这样大型复杂结构早期的声学结构设计周期,建立了城轨列车车辆室内噪声和车外噪声通用的理论计算模型;提出了室外声源声功率级转换到室内声源声功率级的等效计算方法;针对城轨列车车体常用的中空铝型材双层结构的隔声量进行了理论推导,并分析了表面粘附辅助材料后组合隔声结构的隔声量;根据计算模型对某城轨列车的噪声进行了预测,计算结果与测试结果虽存在一定的偏差,但仍在可接受范围之内。预测模型能为新车型研发和老车型的声学结构改进快速提供设计依据。     

电机通风噪声声功率级的工程计算

本文论述了采用在模拟电机的实际工作条件,并排除了所有其它噪声源(轴承和电磁噪声)的专门装置上,对小型封闭外扇冷却型电机的通风噪声进行了多次试验研究,该装置并可以同时进行空气动力特性和噪声的测量。为了确定风扇噪声的计算关系式,通过改变风扇外径、内径、叶片外缘园周速度以及气流进风口与出风口的面积等的参数,从而获得一系列由冷却气体涡流所引起的空气动力噪声值。然后按照给定风扇的尺寸,统计分析试验数据, 根据声学和空气动力学的相似规律导出小型封闭外扇冷却型(IP44)的空气动力噪声声功率 级的工程计算公式: 经实践证明:由…     

燃气轮机压气机动叶片断裂故障振动特征及其诊断方法

动叶片断裂是燃气轮机的主要故障模式之一,研究叶片断裂故障的振动特征及诊断方法对保障燃气轮机安全可靠运行至关重要。基于叶片尾流激振力产生机理,研究了燃气轮机叶片振动响应传递路径及尾流激振力变化规律,构建了静子叶片振动响应模型,推导了转子叶片断裂后振动响应的变化规律。基于叶片通过频率及工频振动分量的响应特征,提出了基于改进启发式分割算法(IHSA)的叶片断裂故障识别方法,可实现叶片断裂的故障类型判断与及时告警。进一步根据振动响应特征及实际燃气轮机运行控制原理,构造了叶片断裂位置识别因子γ,通过同一转子上各级叶片γ值的对比可实现断裂位置的辨识。结合故障识别方法与断裂位置辨识方法,提出了一种燃气轮机压气机动叶片断裂故障的诊断方法。某型燃气轮机故障案例分析证实了振动特征与诊断方法在工程应用中的有效性。     

周期复合板的带隙特性和辐射噪声衰减特性分析

对周期复合板的带隙特性和辐射噪声衰减特性进行了研究。运用传递矩阵法建立了周期复合板的运动方程,对于有限周期复合板,将复合板细化为小单元,利用各个单元之间的辐射阻抗,建立了周期复合板的辐射声功率预报模型。数值计算表明,周期复合板辐射噪声存在衰减阻带,在阻带频率范围内的辐射噪声被极大的抑制。研究了复合结构宽度和材料对阻带衰减特性的影响。     

轴流叶轮尾涡脱落宽频噪声计算模型研究

对低速轴流风机尾涡宽频噪声的计算模型进行研究,提出了叶片尾涡脱落噪声声功率与掠向角余弦值的五次方成正比的结论,基于高斯分布函数建立尾涡宽频脱落噪声频谱的计算方法,并对以上结论和计算方法进行了实验验证.     

基于等效辐射声功率和形貌优化的车身结构噪声控制

以某车型白车身为研究对象，首先建立白车身结构有限元模型并验证其有效性；随后通过对模型进行等效辐射声功率分析，得到白车身关键板件对车内的辐射噪声水平，并识别贡献量较大的结构位置；再根据分析结果构建白车身形貌优化模型并进行计算求解；最后将优化前后白车身等效辐射声功率进行对比，优化后辐射噪声在分析频段内整体降低，且最大响应峰值降低3.8 d B。研究结果表明，在汽车白车身设计阶段，基于等效辐射声功率分析和形貌优化设计可以有效地抑制结构的辐射噪声。该方法和思路可为工程领域相关的结构噪声分析和控制提供参考。     

舰船低频水下辐射噪声的声固耦合数值计算方法

针对舰船低频域水下辐射噪声计算问题,指出采用严格遵循声固耦合动力学方程的耦合声学有限元与远场自动匹配层(FEM/AML)方法以及耦合声学间接边界元(IBEM)方法是计算精度较高的策略。以某小水线面双体船(SWATH)为研究对象,使用声功率作为评价指标,探讨了声场区域特征尺度选取对计算精度的影响,比较了上述两种方法与常规基于流固耦合的两种方法在计算特性方面的差异。研究表明,声固耦合模式较流固耦合模式声学响应计算结果偏小,对于SWATH船的合成总声功率级两者偏差达到1dB~3dB,前者计算结果更为精确,基于声固耦合模式的耦合声学IBEM方法是舰船水下辐射噪声预报的首选算法。     

基于响应面法的槽形梁结构噪声优化研究

轨道交通槽形梁结构在列车动载作用下会辐射低频噪声,这种低频噪声对人体健康危害很大。以轨道交通30 m简支槽形梁为研究对象,基于车桥耦合分析模型,利用有限元法和边界元法计算槽形梁结构辐射声功率。将响应面法与辐射声功率计算相结合,建立了以槽形梁辐射结构噪声在分析频率范围内的总声功率级为目标及以槽形梁质量为约束的声学优化模型,再利用序列二次规划法进行求解,最终找出了槽形梁结构声学最优的截面尺寸。优化后槽形梁底板厚度为0. 34 m,腹板厚度为0. 22 m。计算结果表明,利用响应面法可以有效的对槽形梁进行声学优化,而且优化后的降噪效果还是比较显著的。     

城市轨道列车噪声辐射特性的试验研究

城市轨道交通噪声是环境污染的重要组成部分,会严重影响沿线居民的工作和生活。掌握列车辐射噪声的特性将有助于轨道交通管理部门采取合理的治理措施,既经济又高效地降低噪声产生的影响。采用阵列测量方式的试验在上海某高架城市轨道交通线上进行,分析了列车噪声级在距离轨面不同高度的空间分布及其变化趋势,研究了各1/3倍频程谱对噪声的贡献量,归纳了列车辐射等效声功率级与列车速度的关系。该研究可以为建立城市列车噪声辐射模型提供参考和帮助。     

不锈钢半环零件工艺优化

该文以不锈钢半环零件为研究对象,零级静子内环组合件属于高压压气机单元体,位于前机匣内侧最前端,通过可调静子叶片与前机匣连接,材料为奥氏体不锈钢,最大直径Φ442mm,最小直径Φ401mm,为半环状态。零级静子内环的突出技术问题是零件加工过程中变形严重,变形控制困难,加工难度大,很难满足图纸要求,加工工艺不成熟,合格率低。     

某跨音速高压涡轮非定常流动数值模拟研究

通过求解三维非定常雷诺平均N-S方程模拟某跨音速高压涡轮非定常流场,研究涡轮内非定常流动特征。通过对静子尾迹及静子尾缘激波和转子叶排之间的相互干涉过程进行详细分析,发现定常/非定常模拟方法获得的涡轮总体性能参数基本一致但流场存在较大差异。静子尾迹是导致涡轮流场非定常性的重要因素之一:在转子叶栅通道中部和下部,静子尾迹和转子叶片附面层及下通道涡发生明显干涉,并导致通道中下部损失周期性波动幅度较大,此外尾迹和下通道涡间的干涉作用在转子尾缘处诱导出高频脱落涡。静子尾缘激波也是导致涡轮流场非定常性的原因之一,激波和转子叶片作用形成复杂的波系结构,对涡轮流场影响显著:一方面激波/附面层干涉导致转子和静子的吸力面产生周期性变化的高温区域;另一方面激波撞击叶片导致叶片表面的气流在激波后出现分离,对转子静压分布产生影响,使得转子叶片表面载荷出现明显的非定常性,进而导致涡轮输出功的周期性波动十分剧烈。     

小型异步电动机轴承噪声估算方法的研究

本文从现代信号数字分析的角度分析了电机产生噪声的机理。通过对转子系统、轴承系统及端盖机壳系统的输入输出响应特性的分析,经大量试研究及工厂实际统计得出了计算单套轴承加速度级的计算公式;以及根据单套轴承加速度级估算电机轴承噪声声功率级的公 式。 文章通过理论分析及实验模态分析的结果,得出了实际电机的幅射效率指数曲线,使电 机轴承噪声的计算得到简化。 估算结果的精度分析可见,对于IP44这种类型的小型异步电动机,其轴承噪声的估算精 度对中等水平的生产厂而言,其标准偏差为3.5dB。小型异步电动机轴承噪声估算方法的研究@陈…     

钛合金风扇叶片高速锤模锻工艺和性能

一、前言 试制涡轮风扇发动机,风扇叶片的锻造是关键工艺之一。该发动机共有Ⅰ、Ⅱ级风扇和Ⅰ级静子等三种大型锻造叶片,单台122件,这三种叶片有下述三个共同特点: 1.尺寸大:如Ⅰ级风扇叶片零件长419毫米,最大弦宽124毫米,扭角约46°,叶型薄,最大厚度为4～8.28毫米。Ⅱ级风扇和Ⅰ级静子叶片的尺寸略小于它,这都是我国尚未生产     

多信息联合技术缸盖罩结构辐射噪声识别研究

以某四缸柴油机缸盖罩薄壁件为研究对象,给出一种多信息联合识别技术,融合近场声压阵面扫描法、基于平板理想化的表面振速法及隔声法的识别优势对其结构辐射噪声进行分离与识别研究。针对整机噪声声功率级超标问题,利用近场声压阵面扫描快速定位标定工况下柴油机缸盖罩辐射噪声源;基于平板结构的辐射模型分析缸盖罩的声辐射能力;在综合考虑声辐射系数影响因素基础上,识别分析缸盖罩结构噪声的辐射特性,与传统方法相比可提高识别精度;再结合隔声法深入地识别缸盖罩结构噪声中的主要噪声源;最后,对识别结果进行降噪试验验证。该识别技术可为明确柴油机薄壁件降噪目标及其结构低噪声设计目标提供理论指导。