基于物理仿真分析技术的车加工解决方案

近几年高性能航空发动机上关键零部件结构要求越来越复杂,新材料、新结构、新工艺越来越多,对零件制造提出了较高的要求.随着虚拟制造技术的不断发展,仿真分析技术在航空制造业的应用也越来越广泛深入.仿真分析技术可以分为两大类型:几何仿真和物理仿真.     

陶瓷基底薄膜热电偶的研究现状及发展趋势

随着航空发动机推重比的不断提升,发动机热端部件的工作温度也不断提高,对高温测量也提出了更高的要求.未来航空发动机将采用陶瓷基底复合材料制造叶片,因此以陶瓷为基底的高温薄膜热电偶成为当前的研究热点.介绍了国内外陶瓷基底高温薄膜热电偶的研究现状以及工艺参数对薄膜制备过程的影响,并指出其存在的问题,最后对高温薄膜热电偶的发展...     

标准阴极电解加工整体叶轮数控编程

整体叶轮是火箭发动机、飞机发动机以及航空机载设备的重要零件之一.整体叶轮工作在高温、高压和高转速条件下,选用材料多为不锈钢、高温耐热合金和钛合金等难切削材料,再加上其为整体结构,并带有复杂型面的叶片,使得其制造起来非常困难,成为航空、航天制造技术中的关键.     

论电子卷宗在某型航空发动机上的应用

航空发动机属于复杂产品范畴,其生产过程不同于其它产品的生产过程,多型号交叉,设计与制造并行,涉及到多个学科、多个领域,是最能体现国家军事实力和科技水平的尖端科研领域。航空发动机研制过程的这种特殊性对技术质量控制和管理提出了新的要求。而发动机修理过程对技术质量数据的继承性的需求,对信息化管理又提出了更高的要求。实现卷宗电子化是航空发动机信息化建设的重要组成部分。实现卷宗的信息化,抛弃纸质卷宗,以信息化和数据化的卷宗为主要卷宗形式,将使发动机大修信息管理越上新的台阶,以满足今后第三代和第四代航空发动机数据管理的要求。是发动机产品现场信息数据管理实现划时代的跃进,与世界先进航空发动机装配修理现场信息化管理相同步。     

基于FPGA的发动机叶片定位技术

发动机试验过程中,发动机的叶尖间隙测量、叶尖振幅测量、红外测叶片温场、发动机全景射线透视数字图像的动态拍摄等都需要实时准确地捕捉叶片位置信息.利用FPGA的“软件硬化”和超高速的特性,将复杂的信号滤波和叶片定位算法译成FPGA的硬核来实时精准地捕捉叶片位置切实可行.经过在若干型号发动机整机和部件试验中的使用,基于FPGA的发动机叶片定位技术都达到了试验所要求的功能和精度,完全满足目前航空发动机和燃气轮机试验过程中实时捕捉发动机叶片定位信号的要求.FPGA系统可重构性又提供了该技术在其他领域内应用的可拓展性.     

涡轮叶顶间隙数值仿真

叶顶间隙显著地影响着现代航空发动机的经济性和可靠性,叶顶间隙主动控制技术可以降低燃油消耗率的同时,保证安全性的要求.基于某型航空发动机的结构尺寸,分别建立了机匣、叶片、轮盘的数学模型.利用自行开发的叶顶间隙仿真程序,改进了叶片和涡轮盘数学模型,并与某型发动机整机的模拟程序相结合,计算了某型航空发动机高压涡轮叶顶间隙的时间历程变化.结果表明:叶顶间隙分别在慢车突然加速和反推力状态下出现最小值.叶顶间隙的计算结果基本上符合试验数据,说明该仿真程序不仅计算速度快,而且还具有足够的精度.     

基于ICT切片图像的航空发动机涡轮叶片壁厚检测

该文针对航空发动机中的涡轮叶片的检测问题,研究了基于ICT切片图像的叶片壁厚测量方法。该方法主要在关键点选取上进行了较好的筛选,并对结果进行了拟合。实验结果表明,采用该测量方法可以保证检测误差小,测量结果直观等特点。从而较好地满足了航空发动机中对叶片壁厚检测的要求。     

某发动机高压压气机结构3D建模与模态分析

通过结构分析某型发动机高压压气机,利用三维建模软件NX对其主要零部件开展3D建模,并进行装配,使得高压压气机的结构更加直观。使用ANSYS软件模态分析带有损伤的叶片,主要目的是得到在不同频率下带有损伤的转子叶片的振动形态,提高航空发动机的维修效率,加强飞机的飞行安全。     

航空发动机传感器故障鲁棒检测方法

研究发动机传感器故障准确检测问题,现代航空发动机数字电子控制系统对传感器的可靠性要求日益提高。针对航空发动机结构复杂,又工作在高温和高压下,常规采用的传感器故障检测方法的准确性易受到建模误差与外界扰动的影响,造成漏报或误报。为了提高检测精度,提出建立航空发动机数控系统传感器未知输入故障模型,采用特征结构配置的方法,通过配置闭环系统左特征向量实现故障检测残差对不确定性因素的干扰解耦,降低扰动对故障诊断结果的影响。用某型涡扇发动机数控系统传感器故障数字仿真试验表明,所设计的方法对范数有界的不确定量可以实现干扰解耦,抑制干扰对故障检测的影响,改善检测算法的鲁棒性,提高检测结果的准确性,同时满足在线运算的实时性要求。提高了航空发动机的可靠性,保证了安全飞行。     

基于Deform的航空发动机叶片金属锻造仿真

针对航空发动机叶片形状复杂、材料变形困难,导致锻造过程中材料利用率较低,且工件完整度不高的问题,提出基于Deform的航空发动机叶片金属材料锻造仿真.结合叶片工件制造状态与功能,构建状态模型,将锻造演化过程分为毛坯态、中间态与成形态,建立信息组织原则,有助于对不同锻造阶段数据做综合管控;研究刮板与温度对成形的影响,通过对矩形求解域分析,设计均匀性描述指标;采用线性加权法优化目标函数,选取设计变量范围;确定材料、变形温度与速度、网格分割数量等工艺参数,设置5次热交换与锤击操作,完成叶片金属材料锻造.仿真结果证明,所提方法能有效模拟出锻件变形系数变化过程,提高材料利用率,增加工件完整度.     

专家系统在叶片锻模CAD/CAM中的应用

本文结合在航空发动机制造中占重要地位的叶片模具即CAD/CAM过程,讨论了在CAD/CAM中引入专家系统的必要性和可行性。在分析叶片锻模的设计与制造问题的分级结构的基础上,详细讨论了建造一个适应于该问题求解的专家系统的各环节的重要问题,其中包括:问题的分解,知识表达,知识库结构,知识操作中的宏观和微观控制策略等。同时,针对我们已开发出的CAD/CAM系统的功能,提出了在叶片模具生产中实现CAD/CAM一体化的思想。     

基于T-S模糊神经网络的涡扇发动机加速控制

航空发动机足一个结构复杂的非线性强多变量控制对象。随着航空发动机全权限数字式电子控制器的研制和应用,发动机加速性能要求的不断提高,对发动机加强智能控制技术的应用是必然的趋势。因此将智能控制引入到航空发动机控制系统中,根据模糊控制与神经网络结合的思想,针对涡扇发动机加速控制中的最优控制问题,提出了基于T—S（Tagaki—Sugeno）模型的模糊神经网络的发动机加速控制,并对控制系统的结构、网络结构进行仿真实现。仿真结果表明方法在满足发动机加速控制中各约束条件的前提下,不喘振、不超温、使发动机加速过程安全稳定,且加速时间短。     

航空发动机叶片丢失整机响应及安全性分析

为了研究航空发动机结构叶片丢失后整机响应与连接结构安全性,在瞬态显式动力学软件ANSYS/LS-DYNA中建立了真实大涵道比涡扇发动机的全三维有限元模型,并开展了一个转动周期的仿真计算。结果表明:丢失叶片与包容机匣及追随叶片的撞击过程中,撞击力分别在叶尖首次撞击机匣、叶片根部受追随叶片撞击、叶根撞击包容机匣时出现峰值;风扇机匣与承力结构的位移和应力最大值区域随着丢失叶片运动而变化,且始终发生在丢失叶片同一方向上。前轴承和中轴承所受载荷较大,后轴承载荷较小,且随着发动机转动近似正弦曲线。前安装吊耳处位移最大,其次为推力杆前端,后吊耳处位移较小。     

发动机气路故障模拟试验台碰摩故障实验研究

航空发动机气路故障是重要且频发的发动机故障.其中,叶片-机匣碰摩故障是一种重要且频发的航空发动机气路故障.为了对其进行高效深入的研究,必须建立专门的气路故障模拟试验系统.基于静电监测技术设计了一种用于研究航空发动机气路故障的模拟试验台,实现了对航空发动机叶片-机匣碰摩故障模式的模拟.故障模拟实验结果表明:碰摩故障模拟实验感应信号具有周期性的特点,据此特征,可以在静电监测系统软件中实现对模拟碰摩故障的在线监测与识别.本研究验证了航空发动机气路故障模拟试验台模拟碰摩故障的有效性,为航空发动机故障监测和健康管理提供技术支撑.     

大型定子叶片铸件的数字化测量及误差评定

随着航空、航天、船舶、汽车和模具工业的飞速发展,复杂曲面的数字 化测量与误差评定技术对曲面加工精度起着越来越重要的作用。利用激光跟踪测量设备对大 型定子叶片铸件进行了数字化测量,对测量点云进行了去噪、精简等数据处理,并将测量点 云与理论模型进行了基准匹配,计算出了定子叶片铸件各部位的误差分布,实现了对大型定 子叶片铸件的误差评定;测量及误差分析结果可以用于优化叶片在后续加工中的装夹姿态, 使叶片各部位的加工余量趋于均匀,有效提高产品制造精度和加工效率。     

航空发动机高压离心泵的设计与仿真

燃油泵是航空发动机燃油系统的重要附件,对高性能燃油泵的设计研究一直是航空发动机及其控制系统发展的关键技术之一.针对现代航空发动机需要转速高、流量大、压力高的高性能燃油泵的特点.为提高现有发动机的性能,在传统的设计方法(速度系数法)的基础上,设计出离心-旋涡组合泵中的高压离心泵,并结合现代计算机技术,利用计算流体力学软件FLUENT进行不同工况下高压离心泵内部流场的数值仿真.仿真结果表明,所设计的高压离心泵满足设计要求,达到了预期设计目标.     

复杂异构信息系统下知识服务方法的研究

本文笔者研究了复杂航空发动机产品制造企业知识管理历程中面临的知识工程化和集成化需求,重点讨论了由静态知识管理向动态知识服务转化中企业知识规划、异构系统知识集成和嵌入流程知识服务内容和思路,并提出了一种复杂异构信息系统环境下实现基于元知识导航的企业制造知识服务总体框架和实施方法可行性。本文研究的内容对大型复杂产品制造企业的知识管理具有一定引导作用。     

智能制造在航空发动机企业的探索与实践

一、引言 航空发动机作为飞机的心脏,被誉为"工业之花",它直接影响飞机的性能、可靠性及经济性.航空发动机制造技术难度大、覆盖面广且联带效应强,对整个装备制造业的发展起着引领的作用,在国民经济发展和科学技术进步中发挥着重要作用.因此,航空发动机制造是一项战略性高科技产业,被公认为综合国力的体现,代表着一个国家的整体工业水平,具有重要的战略意义.     

涡轮叶片冷气通道转接段的特征分析及建模

冷气通道转接段是航空发动机涡轮叶片中的复杂曲面特征。通过对冷气通 道转接段进行特征分析,提出其建模方法,从数学上证明了该方法可实现对冷气通道的G1 光滑转接,提取关键建模参数,并编写程序实现了冷气通道转接段的参数化设计,达到了快 速建模和快速修改的目标,同时也为涡轮叶片中其他复杂特征的参数化设计提供了借鉴。     

基于LPV的航空发动机鲁棒变增益控制

随着我国现代化进程的不断加快,航天航空技术标准越来越高,对于航空发动机运转工况的鲁棒性和适应性提出了更高的要求。传统的航空发动机变增益设计步骤繁琐,不能将发动机置于整个航空器的运转去考虑设计,使发动机变增益缺乏相应的稳定性和适应性,易出现系统问题。为此,提出一般基于LPV的航空发动机鲁棒变增益控制系统,依据航空发动机结构参数,考虑到航空器在空中负载特性,计算出新的约束极点 模糊变增益,在航空器发动机工作范围连续增益,避免了传统增益切换情况,在转速控制上确定误差等因素,将非线性控制设计分解为多个线性子问题,使航空器控制系统能够沿着LPV参数轨迹保持良好的运转,保持稳定性能。仿真实验证明,提出的基于LPV的航空发动机鲁棒变增益控制系统控制效果优于传统方法,在航空器发动机转速改变时,控制精度能够满足要求 ,改变航空器负载时,有效对目标进行变增益控制。提出的控制方法对航空发动机鲁棒变增益控制问题提供了新的解决办法,具有较大应用价值。