某型航空发动机涡轮盘低循环疲劳寿命分析

确定发动机零部件的最大应力应变循环是进行零部件寿命研究的重要内容之一.弹塑性有限元分析常用于计算最大应力应变循环,但是由于各种载荷、约束等条件考虑不全面,得到的应力应变循环往往偏大.同时,某些零部件的瞬态温度场是决定其疲劳强度和使用寿命的重要因素,而获得准确的瞬态温度场是非常困难的.文中对某型发动机的高压涡轮盘进行疲劳试验条件下弹塑性有限元分析,对一台涡轮盘的残余应力进行测试,利用稳态温度场计算涡轮盘危险点最大应力应变循环,并根据弹塑性有限元分析和通过残余应力测试得到的最大应力应变循环进行低循环疲劳寿命预测.研究结果表明,弹塑性有限元分析法预测的寿命偏低,由残余应力可以较准确地确定最大应力应变循环.     

某型发动机涡轮盘温度及应力计算分析

低循环疲劳是导致航空发动机涡轮盘失效的主要因素之一。以某型发动机的涡轮盘为研究对象,建立该涡轮盘的有限元模型并对其在最大工作状态下的温度和应力进行了分析计算,确定了涡轮盘热弹性应力和径向应力最大的1/4辐板处为低循环疲劳试验的考核部位,其工作温度为试验温度,为后续的低循环疲劳试验奠定了基础。     

涡轮盘低循环疲劳两种可靠性分析方法的对比

使用基于应力和基于应变的疲劳可靠性分析方法,对比分析了涡轮盘低循环疲劳寿命及可靠性。P-S-N曲线由三参数函数式来描述,并由异方差回归拟合,涡轮盘危险点的应力应变可由有限元分析和响应面法得到,对比了应力寿命、应力强度、应变寿命和应变强度四种疲劳可靠性模型的寿命及可靠度,结果表明基于应力的分析方法,也可用于涡轮盘低循环疲劳可靠性分析。     

非对称循环疲劳寿命研究及涡轮盘概率寿命分析

提出基于试棒非对称循环疲劳实验数据的发动机轮盘低周疲劳寿命可靠性分析方法.通过250℃恒温两种不同应变比下GH4133材料疲劳实验,得到应变疲劳寿命曲线.通过有限元数值模拟标准试棒寿命,说明用非对称循环应变寿命曲线估算结构寿命比对称循环应变寿命曲线估算更准确.最后采用所提方法计算分析某涡轮盘销钉孔边低周疲劳概率寿命,寿命数值计算结果与试验结果吻合良好.     

多轴应力状态下的循环应力应变关系

本文获得了A3钢与40Cr钢两种材料在常温拉扭复合条件下循环应力应变曲线,并分别用最大剪应力幅与最大剪应变幅及八面体剪应力幅与八面体剪应变幅按幂硬化关系进行了回归处理,所得结果可方便地应用于选择不同应力应变关系的弹塑性分析。     

某涡轮盘应力计算及优化设计分析

本文以某涡轮盘为模型,利用有限元分析的方法,对几种高温合金材料的涡轮盘进行了应力计算分析。利用AN-SYS参数化语言APDL编写了计算分析涡轮盘剖面参数化成形、应力分析及涡轮盘优化程序。采用一阶优化方法对涡轮盘进行了结构优化设计计算分析,实现了涡轮盘结构的参数化建模和优化设计一体化。试验结果表明改进后的涡轮盘结构合理可靠。     

烟气轮机涡轮盘和叶片用WASPALOY合金研究

本研究针对烟气轮机涡轮盘和叶片用WASPALOY合金进行研究的合金的成分、合金的理化特性、冶炼以及加工等方面进行对此合金材料的阐述,拟通过对合金的特性进行全面的分析,最终提出相应的改进意见,为烟气轮机涡轮盘和叶片用WASPALOY合金的研究技术有一些指导建议,为其发展提供一些帮助。     

基于Fourier正交基神经网络的涡轮盘低循环疲劳可靠性分析

涡轮盘作为航空发动机的关键部件,在高温、高转速的严酷条件下工作,低循环疲劳成为涡轮盘的主要失效模式。而且涡轮盘的结构复杂性,在进行疲劳可靠性分析时,直接使用Monte-Carlo法的计算量非常大,而传统的响应面法精度达不到计算要求。Fourier正交基神经网络具有很强的非线性逼近能力,在对涡轮盘进行疲劳寿命分析时,采用Fourier正交基神经网络和Monte-Carlo法相结合的方法,并与传统响应面法和Monte-Carlo法进行对比。结果表明,前者不但可以满足精度要求,而且效率高,在涡轮盘等复杂结构可靠性分析中具有很好的工程应用前景。     

基于RBF神经网络的涡轮盘疲劳可靠性分析

涡轮盘是发动机的关键部件,在高温、高转速的条件下工作,因此对其进行疲劳可靠性分析具有重要意义.由于涡轮盘结构热一机械耦合分析的复杂性,对其进行可靠性分析时,直接用Monte-Carlo方法计算量太大,常规的多项式响应面方法在精度上又难以满足要求.径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络具有很强的非线性函数逼近能力,在涡轮盘低循环疲劳可靠性分析中采用RBF神经网络结合Monte-Carlo的方法得到了疲劳寿命的概率分布,并与直接用Monte-Carlo模拟和响应面方法进行了对比.RBF神经网络结合Monte-Carlo的方法具有高精度、高效率的优点,在涡轮盘等复杂结构可靠性分析中具有很好的应用前景.     

循环应力—应变特性曲线统计特征

论述了循环应力－应变特性曲线的分散性，提出了对循环应力－应变特性曲线进行统计分析的方法，并对试验数据进行了分析和论证。     

驱动合成气压缩机用工业汽轮机设计分析

针对某化工企业用合成气汽轮机高参数、高转速、高功率等要求的问题,基于透平热力学理论,提出了一种反动式工业汽轮机设计方案。使用透平强度理论对汽轮机直叶片的应力进行了详细计算,使用有限元分析对调节级叶片、末级扭叶片的应力进行了详细研究,使用转子动力学理论对汽轮机转子4种不同振型的不平衡响应振动进行了详细分析。利用动平衡机对转子进行了高速动平衡试验,同时通过汽轮机空负荷试验,检查了转子的实际振动情况。试验结果表明,汽轮机的功率与转速均满足用户的要求,叶片的应力在许用范围之内,叶片强度满足要求,转子的临界转速具有足够的避开余量,转子的振幅不超过25μm,符合API612的要求;该设计方案可满足用户的要求,能广泛满足合成气压缩机的驱动需求。     

高炉煤气余压发电透平机转子叶片的断裂分析

为分析研究透平机转子叶片的损坏机理,提高叶片使用可靠性,依据高炉煤气余压、余热发电透平机转子叶片的结构设计、加工工艺、叶片的测频、使用工况等条件,对该装置的转子-轴承系统的临界转速、振动特性进行了分析。通过计算分析,转子系统的振动特性符合有关旋转机械转子系统整体振动的设计规范;叶片的静态应力水平符合所用材料的许用应力;叶片的固有频率与工作时的激励频率有足够的避开量。分析结果为该设备的失效原因提供了理论根据,提高了设备日常维护工作的有效性。     

非均匀来流对涡轮流场的影响

涡轮机械的非均匀进口来流会使得涡轮的流场不均匀,从而影响涡轮的工作性能。本文根据涡轮的工作机理,建立了存在叶尖间隙的涡轮流动模型,考虑来流的周向非均匀性,研究了涡轮流场的变化规律,讨论了不同来流参数对涡轮流场参数的影响。     

风电叶片疲劳加载系统的运动分析及优化

采用两轴加载(翼面向共振)方式实现兆瓦级风电叶片疲劳寿命检测,并就关键部件——翼面向加载装置和翼弦向加载装置之间的运动耦合问题进行分析.对翼弦向加载机构的设计与分析,采用协调曲线法,利用MATLAB优化工具箱实现机构多目标函数的优化,得到翼弦向加载机构优化的偏心距、杆长及位移曲线,并得到同频和异频条件下叶片的运动轨迹.为后续的动力学分析、液压系统及控制系统设计等提供必要的理论分析基础,同时,也为该技术的实际工程应用提供理论依据.     

风力发电机叶片动力学研究与分析

根据风机气动相关理论,进行叶素空气动力学特性分析,并给出叶片气动力的计算表达式,采用ANSYS有限元分析软件对风机叶片模型进行振动模态分析,计算了叶片的固有频率、各阶振型图,为避免叶片发生共振、提高叶片使用寿命提供了分析方法。     

Real-time analysis system for gas turbine ground test acoustic measurements

This paper provides an overview of a data system upgrade to the Pratt and Whitney facility designed for making acoustic measurements on aircraft gas turbine engines. A data system upgrade was undertaken because the return-on-investment was determined to be extremely high. That is, the savings on the first test series recovered the cost of the hardware. The commercial system selected for this application utilizes 48 input channels, which allows either 1/3 octave and/or narrow-band analyses to be preformed real-time. A high-speed disk drive allows raw data from all 48 channels to be stored simultaneously while the analyses are being preformed. Results of tests to ensure compliance of the new system with regulations and with existing systems are presented. Test times were reduced from 5 h to 1 h of engine run time per engine configuration by the introduction of this new system. Conservative cost reduction estimates for future acoustic testing are 75% on items related to engine run time and 50% on items related to the overall length of the test.     

三菱M701F型燃气轮机控制系统分析

Mitsubishi公司的M701F型燃气轮机是从国外引进的大型燃气轮机机组;其控制系统采用Mitsubishi公司自身开发的Diasys Netmation,该文主要分析M701F型燃气轮机的控制系统,特别对燃气轮机的温度控制系统进行了详细分析.     

基于ANSYS的某型航空发动机涡轮叶片的振动特性分析

以某型航空发动机的高压涡轮叶片为研究对象,采用Solidworks软件建立其三维实体模型,基于有限元分析软件ANSYS对其进行振动特性分析,得出叶片的振动频率特性和前六阶振动模态特性。仿真结果对涡轮叶片的设计和改进具有一定的指导意义。     

风力机叶片根部孔缺陷应力分析

大型风力发电机的叶片几乎都是复合材料加工而成,由于各种原因,叶片在加工过程可能会出现各种质量问题。以1.5MW根部T型螺栓孔打孔损伤叶片为例,应用ANSYS软件建立了叶片根部与T型螺栓的有限元模型。对其根部和T型连接螺栓进行了受力分析,并分别比较了正常结构和损伤结构两种情况下叶片根部T型螺栓孔和螺栓的应力。计算结果表明,叶片根部缺陷孔应力还处在可接受范围内,对T型螺栓的受力也影响不大,受损叶片可通过进一步补强后正常使用。     

YL-14000A型烟机转子振动处理

详细介绍炼油厂催化车间烟气轮机YL-14000A转子振动故障分析及处理过程,消除振动前后烟机回收能量的对比,为烟机更好运行提供有益的思路。