进口探针支杆诱发压气机转子叶片振动的流固耦合研究

针对某压气机试验中发现进口探针支杆的引入导致下游转子叶片发生振动失效的问题开展数值计算研究,采用MPCCI把Numeca和ABAQUS联合起来构建成流固耦合计算平台,数值分析了试验故障工况条件下有/无探针支杆对压气机转子叶片振动特性的影响。结果表明:无探针支杆时转子叶片振动收敛,有探针支杆时不同转子叶片的振动特征不同,至少存在一个转子叶片的振动位移及应变发散,对应于叶片振动失效。     

压气机中叶片与叶盘耦合系统振动特性研究

基于有限元方法建立某型航空发动机压气机叶片模型,通过模态仿真获得了该叶片在榫头固支约束下的动力学特性,研究了离心力对叶片振动的影响,并通过模态试验对计算模型和仿真数据进行验证;利用循环对称法对建立的叶片轮盘有限元模型进行振动分析,获得叶轮耦合系统在不同工作转速下的振型和频率,并与单个固支叶片进行比较,结果表明,相同阶次下叶片耦合系统的自振频率较低;通过Campbell图分析得出了叶片耦合系统可能发生共振的频率及相应的转子转速,为其故障诊断、可靠性分析以及寿命估算提供了参考依据。     

基于流固耦合的高压油管振动疲劳特性研究

以高压油管为研究对象,开展了基于流固耦合方法的振动疲劳特性研究。通过计算流体力学(computational fluid dynamics,简称CFD)仿真获取高压油管内部燃油脉冲压力,并建立高压油管流固耦合模型进行振动特性仿真分析,能更准确地预测高压油管的振动疲劳寿命。结合发动机振动激励功率谱密度(power spectral density,简称PSD)信号、材料S-N曲线和传递函数结果,通过疲劳损伤累积模型进行了两种高压油管模型的振动疲劳寿命预测,对比分析了考虑燃油脉冲压力对振动疲劳寿命的影响,为后期高压油管的优化设计提供了指导。     

压气机叶片流固耦合的强度和振动研究

为了研究流固耦合场对叶片强度与振动参数的影响,采用流体动力学和有限元方法,对压气机叶片进行了单向流固耦合分析。通过软件之间的接口,实现压力场数据的传递,并对加载气动力后的计算模型进行强度分析和模态分析,得到压气机大小叶片的应力应变云图以及固有频率和相应的模态振型,计算比较了离心力、气动力对应力和固有频率的影响。计算结果表明,流固耦合对叶片的结构强度和模态振型影响较小。通过频率分析,找出了叶片的共振频率,从而为叶片的优化提供依据。     

高压压气机转子叶片振动特性分析

基于ANSYS软件对某型航空发动机高压压气机第一级转子叶片的振动特性进行了分析研究,建立了叶片的三维有限元模型,采用分块Lanczos法,计算得到了叶片在发动机常用工况转速下的各阶自振频率、相应振型及振动应力分布,找出了应力较大的薄弱区域.最后考虑了高压压气机进口导流叶片后形成的气流尾迹对此级转子叶片的激振影响,得到该级转子叶片的共振图,结果证明该转子叶片在常用工况转速下,不会因为进口导流叶片后的气流尾迹引发共振.为叶片的后续结构分析、实验及振动排故提供了必要的数值依据.     

基于流固耦合混凝土搅拌车叶片疲劳分析

疲劳破坏是混凝土搅拌叶片失效的主要原因之一,故对叶片进行疲劳分析具有重要意义。为了解决传统方法对搅拌叶片应力分析不准确的问题,本研究采用流固耦合分析方法,应用CFX与ANSYS Workbench对搅拌叶片进行数值模拟分析,得到搅拌叶片在搅拌与出料过程中所受到的应力,并在Workbench中采用专业的疲劳分析模块Fatigue tools对叶片进行了疲劳寿命数值计算。结果表明:叶片疲劳安全系数最小的位置是搅拌叶片与搅拌筒壁的连接处,与叶片所受最大应力位置相同,最小安全系数大于许用安全系数,满足应力与疲劳强度要求。     

复合材料风力发电机叶片的流固耦合分析

为研究风力发电叶片在工作过程中的应力状态和变形情况,以某一水平轴风力发电机的风轮叶片模型为研究对象,运用Ansys Workbench软件平台中的流体力学计算软件CFX,对不风速和叶厚下的复合材料风力发电叶片进行了流固耦合数值模拟,并对不同工况下叶片的应力及变形情况进行了分析比较。结果表明:叶片上距离叶根约2/3叶高处有明显的应力集中,容易发生疲劳断裂;且叶尖部位有较大变形。模拟计算结果与工程实际相一致,可对工程实际中风力发电叶片的设计和制造提供一定的指导。     

基于流固耦合的挖掘机燃油箱振动疲劳分析

液压挖掘机破碎工况下,在作业载荷和动力系统的随机振动激励、油箱与油液的流固耦合作用下,会产生疲劳开裂,造成车辆使用寿命缩短.针对该问题,基于流固耦合的虚拟质量法建立油箱有限元模型,分析不同液位对油箱内板的模态振动频率影响.基于客户工况PSD载荷谱对带液油箱进行随机振动疲劳分析,得出燃油箱焊缝随机振动疲劳的损伤值,根据计...     

基于流固耦合的风机叶轮疲劳特性研究

以额定功率为2MW的水平轴风力机叶轮为研究对象,基于计算流体力学(CFD)和有限元法(FEM),利用分析软件CFX和n Code,在综合考虑气动力、离心力和重力对叶片的影响下完成了风机叶轮流固耦合分析和疲劳寿命分析。流固耦合分析结果表明:叶尖是风机做功的主要部分,应力集中区为叶片中段,叶片变形方式以挥舞变形为主,并且随着风速的增加,变形更加明显;疲劳寿命仿真结果表明:极端风速作用下风机叶片依然可满足20年的设计要求。本研究为风力机安全运行和叶片的优化设计提供参考。     

液压颤振器的流固耦合振动研究

介绍了一种液压颤振器的结构和工作原理,采用ANSYS Workbench、CFX和AMESim联合仿真,对颤振器流固耦合振动进行了CFD数值模拟,分析了颤振过程中的耦合场。实验研究发现,单作用颤振液压缸的流固耦合振动与双作用液压缸颤振结果有较大区别。     

轴向迷宫密封性能的流固耦合分析

以往轴向迷宫密封设计时多借鉴旋转迷宫密封的研究成果,而对于轴向迷宫密封,其内部流体变化形式存在较大区别.为探讨轴向迷宫密封流场分布和泄漏特性,对某型号迷宫压缩机活塞气缸部位采用的齿形轴向迷宫密封结构进行研究.建立该轴向迷宫密封结构的三维模型,对迷宫密封泄漏特性进行流固耦合分析,分析迷宫密封流体域内压力分布、流场分布及结...     

静叶摆动辅助轴流压气机退出旋转失速过程的数值模拟

采用数值模拟的方法,对轴流压气机进入旋转失速、退出旋转失速过程以及加入叶片摆动耦合使压气机退出旋转失速的过程进行了三维数值模拟.对比了加入与未加入叶片摆动对压气机退出旋转失速状态过程中的流量影响.数值计算表明,在加入合适的叶片摆动耦合后,可以使得压气机退出旋转失速状态的流量减小1.6％,压比上升1.7％.结合两种退出方...     

弯曲叶片对跨音速轴流压气机性能影响的数值研究

采用具有不同控制参数的积叠线对Rotor37转子叶片进行周向弯曲造型设计,获得叶片的最佳弯高和弯角。采用数值计算方法研究了叶片弯曲对压气机性能及其内部流动结构的影响,结果表明:弯曲叶片具有良好的变工况性能,新设计的叶片能有效提高压气机的绝热效率和总压比。叶片周向弯曲引起端部低能流体向主流区的迁移,使得端壁和主流区流动状态发生改变,在端壁区流动损失下降,而在主流区流动损失有所增加,同时沿叶高方向上流体的质量流量被重新分配。     

多工况下离心压缩机叶片承载的流固耦合效应分析

针对国内某大型离心压缩机叶轮叶片利用流固耦合技术,通过求解流体和固体的耦合方程,对冬季和设计工况下的叶轮叶片的应力应变分别进行了计算分析。理论分析表明,叶轮叶片的应力主要由离心力引起的拉应力和气动载荷引起的叶片弯应力构成。数值计算表明：对所研究的离心叶轮而言,离心力产生的拉应力是构成叶片应力的主要因素,而气动载荷引起的叶片应力相对较小;但单独进行力学分析其危险工作面的位置会发生变化,计算结果显示应力应变异常区域与实际叶片发生断裂的部位相一致。本文研究结果为实际运行发生事故的原因分析提供一定的依据。     

某压气机静叶叶型气动特性的实验研究

对重燃压气机第七级静叶根、中、顶3个截面的叶型进行了气动性能吹风实验。实验结果表明：叶型损失的主要部分由叶型吸力边的扩压流动产生,合理选择叶型吸力边扩压段的长度与沿扩压段的扩压速率,能够减少叶型损失。在不同冲角下各型面叶型都具有良好的气动特性。     

螺旋叶片压缩机研究

对螺旋叶片压缩机的基本几何理论进行了详细分析,给出基本几何参数的取值范围、选取原则及相互制的关系,以及压缩腔容积、各泄漏线长度随转角变化关系式提出了一种性能优良的;幂函数叶片型线,给出了其解析设计方法,并进行也实例计算;提出了螺旋叶片压缩机总体及部分零部件的结构方案并按３．７３ＫＷ制压缩机给出了总装图,对影响螺旋叶片压缩机实用化的一些关键问题进行了分析和探讨。     

静叶可调轴流风机振动分析及解决措施

风机是锅炉设备中最关键的辅机,风机如果不能安全稳定地运行,将导致机组发生非计划停运或减负荷运行。因此,迅速判断并解决风机的故障,是锅炉连续安全运行的保障[1]。在风机运行中,振动是引起风机故障的主要原因之一,风机的许多问题都是因振动引起,如裂纹、轴承损坏、螺栓松动等。当然,过大的振动本身也属风机故障。而造成振动偏大的基本原因主要有：叶轮不均匀磨损和积灰、联轴器损坏或中心不对中、轴承损坏或有缺陷、联结螺栓松动、支撑部件刚度不足等。本文以某电厂静叶可调轴流风机发生的振动为例,详细叙述了对可能引起振动原因的检测及相应的解决措施。     

输流压缩机喘振初期现象的特性分析

介绍了轴流压缩机喘振初期现象的特性,并根据试验结果进行了分析。     

南昌钢铁厂轴流压缩机振动故障分析

介绍了南昌钢铁厂新安装的一台轴流压缩机机组振动测试的情况，深入分析了机组故障原因，制定了故障治理方案，实施后取得了良好效果。