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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 156 毫秒
1.
何泽夏  谭永华  孙秦  李锋  李君 《机械强度》2003,25(5):537-540
火箭发动机涡轮盘工作在高温、高转速及恶劣的振动环境中,并承受着较大气动力作用,是发动机的关键组合件,涡轮盘的失效破坏将严重影响发动机的正常工作,甚至带来灾难性的后果。针对某火箭发动机涡轮盘在热试车中出现的裂纹故障,进行全面的分析,准确定位故障类型,以试验和计算分析给出合理的故障原因,重点是在疲劳分析方面所做的工作,包括振动模拟试验、疲劳强度计算,并根据疲劳强度分析结果提出改进方案。结果表明原结构圆角处应力集中明显,静态应力值水平高,在发生耦合振动后,涡轮盘出现疲劳裂纹,最终发生低周大应力破坏。试验和计算表明,采用改进方案可有效降低尺圆角处的应力集中,明显提高疲劳强度。对采用改进方案后的涡轮盘发动机进行了多次热试车,证实改进后的结构未发生耦合振动,未发现疲劳裂纹,改进方案是可行的。  相似文献   

2.
涡轮盘合金氧化-疲劳裂纹扩展机理和寿命预测研究进展   总被引:1,自引:0,他引:1  
航空发动机涡轮盘在其服役过程中往往在高温燃气环境下承受热载荷和机械载荷共同作用,最终因疲劳、蠕变以及氧化的交互作用而失效.随着高推重比航空发动机的发展和涡轮前温度的提高,氧化损伤对涡轮盘表面疲劳裂纹扩展的影响愈加显著,往往可使疲劳裂纹扩散速率提高1~2个数量级.综述氧化损伤对涡轮盘用高温合金疲劳裂纹扩展的影响以及疲劳裂纹尖端氧化损伤机理,分析裂纹尖端疲劳损伤、氧化损伤和动态脆化影响裂纹扩展的竞争机制,梳理考虑氧化损伤效应的疲劳裂纹扩展模型和数值模拟方法,对实现氧化-疲劳载荷作用下裂纹扩展速率的准确预测所还需开展的工作进行展望,以期有助于促进航空发动机涡轮盘损伤容限设计方法和工具的发展.  相似文献   

3.
针对某四缸发动机涡轮增压器排气涡轮在高温及废气气动载荷、离心载荷下的综合数值模拟研究,该数值模拟联合计算流体动力学和有限元分析进行顺序流固耦合传热分析。首先利用STAR CCM+精确模拟计算涡轮增压器排气涡轮的温度场、表面压力场、壁面传热系数分布,将其作为第三类边界条件和压力载荷映射到排气涡轮有限元模型上。通过ABAQUS进行稳态热传导数值模拟,计算出排气涡轮有限元模型网格所有节点的温度场和表面温度,将计算所得的温度场作为预定义场进行热应力分析,最后结合气动载荷和离心载荷进行综合应力分析。  相似文献   

4.
主要研究了气热固耦合场对涡轮模态参数的影响.采用基于k-ε湍流模型理论建立了涡轮的流场模型,进行网格划分和边界条件的加载.通过气热固耦合分析计算获得了流场内部温度和压力的分布,把气动力及温度载荷映射到涡轮结构上,并在此基础上进行了涡轮模态的计算.计算结果表明,气热固耦合场主要影响涡轮结构的模态固有频率,对模态振型的影响较小.  相似文献   

5.
如何准确地确定热载荷及热边界条件是制动盘热力耦合行为研究中的关键问题之一.分别使用均匀压力、均匀磨损和能量守恒法确定了作用在摩擦面上的热载荷;基于空气动力学软件CFX分析了盘面的对流换热系数;仿真计算了制动盘在不同热载荷确定方法下的温度场.结果表明:三种热载荷确定方法计算得到的温度峰值并不相同,从大到小依次为均匀压力、能量守恒和均匀磨损;最高温度发生时刻也不相同;温度在径向方向上的分布存在较大差异;仿真计算结果需要试验做进一步验证.  相似文献   

6.
曹惠玲  张昊 《机械强度》2023,(1):218-227
基于发动机运行产生的快速存取记录器(Quick Access Recorder, QAR)数据,提取右发高压涡轮转速比N2(高压涡轮实际工作转速与设计转速之比)编制涡轮叶片载荷谱。建立流热固耦合模型,结合QAR数据及热力分析确立计算所需热边界条件,采用有限元软件对流热固耦合问题进行求解,得到不同工况下高压涡轮叶片的温度、应力、应变分布。采用Manson-Coffin模型和Larson-Miller模型分别进行叶片疲劳、蠕变寿命的预测,重点分析了叶片有无冷却对于寿命的影响,最后通过线性损伤累积理论得到叶片的疲劳-蠕变寿命。结果表明,叶片考虑内冷问题后疲劳寿命有所提高、蠕变寿命显著提高,预测得到的疲劳-蠕变寿命和实际寿命相近,可用于发动机涡轮叶片剩余寿命的预测及维修计划的制定。  相似文献   

7.
为了准确设计高压涡轮盘和叶尖间隙,从概率的角度进行了涡轮盘径向变形的分析。介绍了高精度高效率的非线性动态概率分析的极值响应面方法(Extremum Response Surface Method, ERSM),并建立了其数学模型。考虑材料属性和边界条件的非线性,以及热载荷和离心载荷的动态性,基于ERSM对涡轮盘径向变形进行了非线性动态概率分析,得到了输入输出参数的分布特征和影响涡轮盘径向动态变形的主要因素。最后,通过方法比较,验证了ERSM在保证计算精度的前提下能大大提高计算速度,节约计算时间,改善计算效率。为进行更有效的涡轮盘设计和优化,改善叶尖间隙设计和控制的合理性提供了有效依据。   相似文献   

8.
基于ABAQUS对某型航空发动机涡轮盘的强度进行了分析.通过加载离心力载荷和温度载荷,对该型涡轮盘进行了应力计算,完成了强度分析,为后续涡轮盘低循环疲劳寿命实验分析奠定了一定的基础.  相似文献   

9.
《机械强度》2017,(5):1215-1219
对镗铣加工中心主轴减速箱进行三维建模,分析齿轮传动情况,通过计算齿轮热流密度以及轴承发热量得出热载荷,以计算所得各换热面的对流系数作为边界条件,求解主轴减速箱温度场,并进行热-结构耦合分析得到减速箱以及齿轮轴的热变形,与额定间隙进行比对,验证了主轴减速箱工作的可靠性。  相似文献   

10.
油泵用机械密封摩擦副界面热-结构耦合分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
以热-结构耦合数值计算理论为基础,同时施加温度和力载荷边界条件,对处于高速、高压等高参数极端工况热油泵用波纹管机械密封装置摩擦副界面进行了热-结构耦合数值建模与计算分析。研究了密封环摩擦副界面的温度场特点及温度、热应力分布规律,分析了密封环在温度载荷和力载荷耦合作用下密封环的变形情况。结果表明:最高温度产生在摩擦副内径处,最大热变形在摩擦副外径处;动静环配对材料的导热系数越大,产生的最高温度就越小;在摩擦副的外径侧产生的变形有利于形成收敛型间隙。  相似文献   

11.
在机床的高速加工过程中,因数控转台各种热源发热与变载荷的共同作用而产生热-力耦合效应,但当前的数控转台优化设计方法往往忽略了热-力耦合效应对转台动态特性的影响。在深入剖析国内外数控转台研究成果的基础上,提出探索热-力耦合效应及其产生的机理,建立转台的热-力耦合模型,得到高速数控转台热-力耦合动态特性。鉴于蜂窝结构具有良好的散热性及力学性能,提出研究基于蜂窝的转台仿生原理,获取高速数控转台热-力耦合仿生设计准则。以提高转台热-力耦合动态特性为目的,提出运用仿生设计准则对结构进行多目标优化,进而形成一套新颖的高速数控转台热-力耦合仿生优化设计方法。  相似文献   

12.
利用大型有限元分析软件ANSYS对搅拌摩擦焊(FSw)过程中的温度场和应力应变场的变化进行有限元分析研究。结果表明,不同时刻焊缝中心及其附近的点在热源经过前后温度变化趋势同应力应变变化趋势一致:越接近热源的点,温度越高,温度的上升速度也越快,等效应力应变越大,离热源越远,温度越低,温度的上升速度也越慢,等效应力应变越小。  相似文献   

13.
一种耦合燃气轮机的富氧燃烧系统技术经济性能分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
提出一种燃气轮机与富氧燃烧耦合的动力系统,该系统利用烟气排烟余热和锅炉内设高温受热面加热压缩空气,使其推动燃气轮机涡轮做功,用燃气轮机的压气机替代空分系统的压缩机,实现空分系统和动力系统耦合,同时燃气轮机也是烟气CO2压缩机的原动机。对新系统进行热力学与经济性分析,对应计算系统净供电效率和供电成本。结果显示当工质在锅炉高温受热面中的吸热量占燃气轮机热耗的比β为0.8、燃气轮机效率ηgt为0.32时,新型耦合系统净效率可比常规富氧燃烧系统增加4.2%,供电成本降低0.044元/(k W·h)。  相似文献   

14.
计入工质与高、低温侧换热器的热阻损失及压气机和涡轮机中的不可逆压缩和膨胀损失,用有限时间热力学方法导出了恒温热源条件下实际不可逆布雷顿循环功率密度与压比间的解析式,借助于数值计算研究了高、低温侧换热器的最优热导率分配对最大功率密度的影响。  相似文献   

15.
基于涡轮增压器涡轮箱传热机理,采用专业CFD软件和FEM软件分别建立了涡轮箱流体区域和固体区域网格仿真模型。在流体域建立多重旋转坐标系,精确计算出涡轮箱流场、壁面传热系数及温度。应用流固耦合的仿真方法对涡轮箱进行耦合传热分析,得到涡轮箱固体域的温度场并对其进行热应力分析。与实验结果对比发现,仿真模型的温度场符合实际涡轮箱温度分布,最大误差仅为3.3%。该涡轮箱耦合传热模型具有较高的精度,为涡轮增压器的设计优化提供了依据。  相似文献   

16.
涡轮盘结构模态分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
何泽夏  李锋  孙秦  谭永华 《机械强度》2006,28(6):927-930
某火箭发动机涡轮盘在热试车中出现严重的裂纹故障,为确定故障原因,分析涡轮盘在高温及高转速下的模态特性.对比热试车涡轮泵试验数据,分析结果表明,改进前结构存在与转速6倍频耦合的涡轮盘模态,而改进后结构明显避开了耦合模态.同时,分析结果为后续结构动态响应研究提供准确的输入数据.  相似文献   

17.
排气歧管在工作状态下,要承受很高的环境温度,而在较高的环境温度下,金属材料的力学性能与热学性能通常会发生较大的变化。文中通过添加实测的各种部件材料随温度变化的性能参数,介绍了某柴油机排气歧管热固耦合分析过程,以及主要使用AVL系列软件与Abaqus软件进行的排气歧管热固耦合分析流程。  相似文献   

18.
建立考虑悬架系统振动、减振器机械阻尼特性、减振器发热及散热的汽车液压减振器热-机耦合动力学闭环系统的数学模型,分析车辆悬架系统参数、减振器结构参数及环境因素对减振器油液最终平衡温度及达到最终平衡温度所需时间的影响,为减振器设计提供理论指导.  相似文献   

19.
以板带轧机辊型设计为背景,具体介绍了采用计算机模拟的方法设计热轧板带辊型的不同方案,通过对比,得出了文中所给出的第3种方案建模简单,但却能容易地实现轧制过程轧辊的热力耦合分析,为有限元模拟提供了一种全新有效的模拟方案.  相似文献   

20.
实际闭式中冷回热燃气轮机循环功率优化   总被引:2,自引:0,他引:2  
考虑循环过程中的热阻损失、内不可逆性以及管路系统压力损失,研究了变温热源条件下中冷回热燃气轮机循环性能,借助数值计算,得到了输出功率最大时高低温侧换热器、回热器和中冷器的热导率最佳分配和最佳中间压比。对总压比进行优化后,得到了双重最大功率。进一步寻求工质与热源热容率最佳匹配,得到了循环的三重最大功率。  相似文献   

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