航空发动机低压涡轮数字化装配仿真

通过基于三维数字化模型的装配工艺仿真技术,实现基于航空发动机低压涡轮模型在可视化的数字环境中的装配路径规划、装配分析和装配仿真,以验证产品的可装配性及其工艺过程,从而能及时发现产品设计和工艺规划中的缺陷与错误,从而进行改进。民用航空发动机数字化装配仿真分析研究,为下阶段仿真技术研究的体系化与标准化建设奠定了基础。     

发动机装配仿真教学软件的设计与实现

为帮助学生经济、有效地学习发动机装配知识和技能,基于Solidwlorks和Authorware开发出一套发动机装配的教学仿真软件,实现对发动机装配教学的计算机仿真。对软件的设计思想、结构、流程和界面设计进行阐述,并介绍开发软件所用的主要技术。     

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.     

网格环境下的航空发动机集成设计与分布仿真研究

建立了一个开发航空发动机分布仿真的系统环境．该环境中子模型具有自治性,子模型的设计者可以根据自己的需要选择所使用的工具,定义变量以及他们与其他设计者之间的关系．应用新兴的网格技术建立了一个集成设计和分布仿真的环境框架,它可以灵活地建立和修改基于部件对象模型建立起来的航空发动机模型,并尝试解决仿真中存在的多学科耦合以及大计算量的问题．该框架具有图形化界面,可以方便地更改发动机的参数和结构,其所具有网格技术的易扩展性也为今后建立更复杂的发动机模型提供了良好的平台．研究人员可以应用该系统提供的可扩展设计和仿真环境,灵活地组建新的航空发动机模型并进行仿真．     

航空发动机控制系统仿真平台设计

针对目前国内航空发动机控制系统设计过程中缺乏准确高效、通用灵活的仿真平台问题,根据高内聚、低耦合的模块化设计准则,结合了涡扇发动机建模技术、控制技术、可视化编程技术和软件开发技术,提出了航空发动机控制系统综合性能仿真平台设计方案。依据设计目标,完成了该平台的总体架构和功能结构设计;利用带有均衡因子的指数权重法建立了发动机分段线性化模型;利用惩罚函数法,采用单纯性优化算法完成控制系统参数设计。整个仿真平台基于MATLAB/Simulink平台上开发,并进行了仿真验证。验证结果表明仿真平台的架构合理,功能完善,运行稳定可靠,具有通用、灵活、易扩展的特点。     

可装配性再设计研究

在产品设计领域，可装配性设计技术正在引起人们的广泛关注。目前的ＤＦＡ理论与实践大多集中，在可装配性分析与评价方面，而可装配性设计方面的则少得多。本文介绍了ＤＦＡ的基本概念，提出了一种基于实例和模糊匹配的可装配性再设计方法，讨论了再设计的策略。     

航空发动机转子故障诊断系统设计与实现

为准确、高效地诊断航空发动机转子系统故障,采用面向对象的程序设计方法,在VC++开发环境下,设计开发了航空发动机转子故障诊断系统。系统包含四个模块:数据采集模块采用多线程处理技术,配合数据采集设备实现多通道数据同步采集;信号分析和特征提取模块利用封装的改进经验模态分解算法类CEmd进行故障信号处理并从中提取故障特征;模式识别模块基于Lib SVM和GAlib库模板建立了基于支持向量机的故障识别模型。在航空发动机转子模拟实验台上对该系统进行测试,结果表明参数设置适当时,系统对转子典型故障的诊断精度达到了98%。     

航空发动机装配数字化系统研究

研究并开发了一个航空发动机装配数字化系统(assembly digitalization system,ADS),该系统采用面向对象系统分析和分层思想进行了系统框架设计和装配信息建模.对于装配数据处理、系统同ERP、CAPP系统的数据交互和接口实现,提出了一种统一和简化的方法.该系统实现了装配工艺的三维可视化、装配任务管理以及装配履历表管理.系统应用表明,ADS系统在航空发动机装配数字化管理中是成功和有效的.     

虚拟装配环境支持下的产品可装配性评估

为了解决传统的产品可装配性评估研究需要结合实物模型或样机进行反复试验造成的评估周期长且成本高的问题,提出虚拟装配环境(VA)下的产品可装配性评估方法.从CAD模型及产品虚拟装配操作过程中分别得到产品装配中各零件的基本属性信息及主观属型信息,建立零件属性信息模型,通过Boothroyd-Dewhurst方法中的装配操作时间表计算得到产品装配效率,对产品可装配性进行评估.以减速箱产品装配为研究实例在虚拟环境下对产品可装配性进行了评估,验证了该方法的有效性和实用性.     

基于Simulink的航空发动机控制律设计与仿真

在航空发动机数控系统设计过程中,计算机仿真技术得到了广泛应用。基于计算机仿真技术,利用Matlab/simulink软件开发数字仿真平台,在某型涡桨航空发动机数控系统方案设计过程中,进行了模型的响应分析,设计了控制规律并进行仿真验证;根据仿真结果,改进设计了前馈补偿环节,并进行了仿真验证;搭建了该型发动机的全数字仿真环境,对控制规律进行仿真验证。通过数字仿真验证了控制规律的可行性,指导了数控系统方案设计。     

航空发动机试车中转子故障诊断

航空发动机成本高,寿命低,难维护;发动机故障造成飞机失事的例子时有发生,倍受人们的重视;据统计,该类故障中的80％来自于结构复杂、高速旋转的转子部件;讨论生产试车中转子振动故障的早期诊断技术,首先分析转子、叶片、轴承、齿轮故障的特征;而后通过实时的功率谱、倒频谱分析技术识别与此特征对应的故障位置、类型及程度;最后以某型发动机转子振动的实例说明该项技术的实际应用。     

航空发动机传感器故障诊断设计与验证综合仿真平台

针对航空发动机传感器故障诊断算法无法快速和高效地完成硬件在回路仿真问题;提出了基于虚拟仪器语言与快速原型化技术的航空发动机传感器故障诊断硬件在回路仿真方法,并研制了基于该方法的硬件在回路实时仿真平台;经过实验验证后,该平台不仅为发动机传感器故障诊断方法提供了实时仿真平台,同时为扩展本平台使之成为完全的半物理仿真平台奠定了基础,有一定的工程实用价值。     

航空发动机的非线性模块化建模与仿真

摘要采用面向对象建模技术和模块化层次化的架构,在发动机非线性数学模型基础上,应用Dymola／Modelica仿真软件开发了航空发动机模块化仿真模型库．该模型库具有分层结构,以及可扩展、标准化的特点．以此模型库为基础,用户可以根据需要灵活地建立相应的发动机系统级模型,并进行仿真验证．文中采用NASA的数据建立了一个混合排气的航空发动机模型,经仿真并与国外仿真结果比较,证明达到了预期目标．     

某型航空发动机起动程序机构数字化设计与仿真

某型发动机的起动过程采用时序控制方式,由起动程序机构来实行控制.由于该起动程序机构为机械模拟电子式结构,缺点较多,而利用先进的数字控制技术可以很好地克服这些缺点.对机械模拟电子式起动程序机构进行了数字化改进,并利用Proteus软件进行了数字式起动程序机构基本功能和性能的仿真实验.仿真结果表明,起动过程的控制精度由原先的3～5 s减小到0.1 s以内.此外系统结构得到大大简化,便于调试、安装和维修.     

航空发动机转子系统的动态响应计算

利用有限元方法建立了航空发动机双转子系统耦合非线性动力学模型,采用MATLAB计算了系统的临界转速和振型;研究了双转子结构的稳态不平衡响应,给出了双转子-机匣系统在不同转速下的运动规律,为工程中双转子系统的设计提供了一定的理论支持.     

基于面向对象技术的航空发动机性能仿真框架设计

根据航空发动机性能仿真的需要,采用面向对象技术和分层设计思想,构造了航空发动机性能的通用仿真系统框架.该框架中,利用面向对象技术形成了模型对象类属层次关系,并由下向上逐层完善,提高了仿真框架的适应性和可扩展性.利用该仿真系统框架,建立了某单轴涡喷发动机仿真对象模型,通过对其进行静动态特性仿真,验证了该框架的有效性.     

航空发动机转子振动信号的早期故障分析

由于飞机涡扇发动机是旋转动力机械,早期故障振动信号具有周期性的特点,可将多重自相关用于检测微弱周期性振动信号;针对某型航空发动机空中停车前的早期故障振动信号,通过多重自相关运算,再对信号进行频谱分析,就能准确检测出淹没于强噪声中的微弱周期性信号的频率信息和幅值信息;多重自相关检测方法能够从复杂的航空发动机振动信号中提取出早期的微弱故障信号,从而对早期故障进行有效的分析。     

航空发动机转子扭转振动测试仪的研究

讨论了航空发动机扭转振动测量的特点及其对测量系统的要求,提出一种基于激光多普勒原理的新型航空发动机转子扭转振动测量方法,并分析了影响该方法测量精度的因素、测量范围,实验结果表明该测量方法能满足航空发动机转子扭转振动测量的要求。     

航空发动机故障特征仿真研究

航空发动机作为飞机的核心,决定着飞机的性能和安全。发动机一旦出现故障,很可能导致非常严重的航空事故,造成巨大的人员伤亡和经济损失。根据航空发动机故障机理,通过建立航空发动机部件模型对常见的气路故障进行分析与仿真,并根据振动-征兆关系矩阵对振动故障进行仿真,获得了两类故障的特征。目的是为保证航空发动机的安全运行,发动机故障诊断和预测提供依据。