复合轴向力加载装置设计与力控制

为满足航空发动机主轴承试验对轴承精确稳定轴向载荷的需求,分析了复合作用于试验轴系的预压紧弹簧力和液压力的设计原理,设计了具有内置微型力传感器的复合轴向力加载装置,基于抗扰控制理论设计扩张状态观测器对反馈信息进行观测,并结合非线性PID控制器制定复合轴向力控制策略.在航空发动机主轴承双转子试验机上开展应用,试验结果表明:...     

便携式航空发动机试车仪的设计

发动机性能的好坏主要取决于发动机高、低压转子转速、滑油压力、燃油压力和排气温度等技术碜教.因此,设计了一种航空发动机试车仪.介绍了便携式航空发动机试车仪的功用和主要技术指标、结构和工作原理、检测电路设计及软件设计.     

航空发动机轴承性能试验中磁悬浮电动机失稳现象分析

针对磁悬浮电动机在航空发动机轴承磨合试验中发生的失稳现象,建立转子系统有限元模型进行仿真分析,结果表明电动机失稳转速与转子系统一阶临界转速一致,可通过降低转子系统由于不对中产生的激振力水平确保其平稳跨过一阶临界转速.对转子系统对中方式和轴向载荷加载方式进行优化以改善转子运行状态,并通过试验验证了该技术方案的可行性,改进...     

某航空发动机扭振减振器失效机理分析

为了探究某航空发动机曲轴扭振减振器的失效机理,采用有限元法对该发动机轴系进行了模态分析,并进行了试验验证;基于轴系扭纵耦合振动理论和谐响应分析计算了该轴系的轴向振动位移幅值;在此基础上对扭振减振器进行了失效分析。研究结果表明,因该航空发动机经常工作在过渡工况,引起轴系扭转共振和扭纵耦合振动,使得轴系轴向位移较大,轴系产生的轴向力是造成该扭振减振器失效的最主要原因。     

航空发动机低压涡轮转子连接螺栓预紧力分析

螺栓连接是航空发动机常用的结构形式之一,预紧力的计算是螺栓结构设计的重要步骤.笔者基于有限元法发展了涡轮转子连接螺栓的预紧力确定方法.首先应用线弹性叠加原理建立了综合考虑紧度裕度和强度裕度的预紧力准则,然后建立涡轮转子的循环对称三维有限元模型,施加载荷并计算出螺栓的最大松弛力和最大压紧力,最后根据准则确定了连接螺栓的预...     

轴流压气机转子叶片非同步振动的声传播特征研究

围绕某型涡扇发动机压气机内部噪声环境下转子叶片气固耦合振动失效问题,开展某型涡扇发动机压气机流道内部噪声测量试验,主要研究压气机高压一级转子叶片发生非同步振动(NSV)时压气机流道内部声波传播特征。针对压气机高压一级转子叶片发生NSV时,研究了6个测点位置处噪声信号特征,确定了噪声源位置以及特征频率噪声信号沿压气机周向和轴向位置的传播特性,并应用环形管道声传播基本理论,初步计算了压气机内部特征频率噪声信号的基本物理特性。分析结果表明:诱发高压一级转子叶片NSV的声信号应起源于高压一级转子叶片排位置处;该声信号沿轴向位置的传播方式为:从高压一级转子叶片排位置向两端传播;周向传播方式为:周向阶数为6的声模态与转子旋转方向相反的方向传播;压气机内部声共振是诱发转子叶片NSV的主要原因。研究的内容和结论,对分析航空发动机压气机转子叶片故障问题、提高压气机性能和工作稳定性具有重要的参考价值。     

基于遗传算法的航空发动机转子动平衡优化计算

为实现航空发动机装机状态下转子动平衡功能,利用影响系数配平法结合遗传算法建立转子动平衡优化算法,该算法可用于计算真实航空发动机转子动平衡方案。通过发动机低压转子单面配平试验数据验证所建立动平衡优化算法的有效性;最终,利用该算法进行航空发动机转子动平衡方案计算,结果显示,单次配平可将发动机各测点在各转速下的最大振动值降低55.3%,表明其工程应用中的有效性。该算法可利用航线飞行中记录的发动机振动数据进行低压转子动平衡,使低压转子振动始终维持在较小水平,对提高发动机可靠性及使用寿命具有重要意义。     

燃气涡轮发动机转子轴承的热分析

本文在扼要介绍了航空燃气涡轮发动机转子支承轴承的结构特点、使用条件、润滑冷却技术以及内部驱动功率损失的基础上,重点阐述了滚动轴承的热状态计算方法。同时,针对航空发动机热区轴承的工作特点,建立了从外部向轴承加热时的热状态计算方法。利用文中介绍的计算方法,可以更加合理地确定转子支承轴承的滑油供油量。 这些计算方法不仅适用于航空发动机转子支承轴承,也适用于航空减速器的支承轴承。     

独立悬挂复式涡轮钻具结构特点及强度分析

介绍了独立悬挂复式涡轮钻具的结构特点,提出了转子预紧改进方案和定/转子工作间隙的调节方法.通过分析涡轮钻具3种工况的载荷特点,认为涡轮节强度分析中除考虑额定工况和制动工况外,还应考虑涡轮节装配工况.定转子轴向工作间隙可通过定/转子系统轴向变形量进行控制,采用控制定/转子系调节套轴向长度增量的方法,比控制上扣扭矩的方法更能有效控制定/转子轴向压紧力;根据定/转子变形协调特点,分析了水力负荷对定/转子残余压紧力的影响规律.以D240型涡轮钻具为实例,经计算得出水力负荷对转子系统压紧力影响不大,对定子系统压紧力有明显的抵消作用.计算结果验证了涡轮钻具装配工况载荷大于工作载荷的观点,并对涡轮钻具强度分析提出建议.     

民用航空发动机整机转子动平衡浅析

民用航空发动机的振动往往大部分由转子不平衡导致,尤其针对新研发动机,转子平衡是最为重要和最有效的实现减振设计的手段。本文对航空发动机转子动平衡特点和平衡方式进行分析,优化转子平衡装配技术,并提出完整的转子动平衡设计要求,为后续平衡工艺、平衡工装等提供输入,从而保证平衡可实施性并提高平衡精度。     

航空发动机油气分离器分离技术的研究及结构设计

油气分离器是航空发动机滑油系统的重要组成部分,离心式油气分离器分离效果最好,它主要利用离心力场将油液中的未溶气体分离出来.对某型航空发动机滑油系统中的油气分离器进行了油气分离技术的研究,建立了理论计算模型;并可根据对分离效果的要求,通过计算来初步确定油气分离器的各主要零部件的结构尺寸;并应用Unigraphics的二次开发工具,实现了离心式油气分离器转子的参数化设计.     

螺杆空压机转子型面轴向力计算与有限元研究

根据排气内压缩角计算对应的转子齿顶螺旋线和啮合线,然后建立完整的转子受力三维模型,接着分齿槽计算转子各齿槽受力并汇总型面总轴向力,利用有限元分析软件ANSYS Workbench分析计算同工况下的转子型面轴向力,并对比2种计算方式的计算结果,提出了利用有限元分析软件计算转子型面轴向力的快速、有效方法,计算结果为后续轴承选型和寿命计算提供依据。     

航空发动机转子装配螺栓自动拧紧机设计与分析

传统航空发动机转子装配螺栓拧紧设备自动化程度低,对发动机装配效率及装配质量影响较大。结合国内航空发动机转子装配螺栓拧紧设备现状,基于Pro/E软件设计了一种新型航空发动机转子装配螺栓自动拧紧机。并运用ANSYS Workbench对关键承力构件进行分析,得到其最大应力、应变及变形,据此可对关键结构件进行强度和刚度校核。     

两段预紧的端齿连接转子轴向预紧力的确定

现代涡桨,轴发动机多采用前、后两段分别轴向预紧的端齿连接转子,确定其预紧力的大小是一个极为重要而又非常困难的问题,在已知转子工作时各种载荷引起的轴向松弛力和压紧力的前提下,本文作者曾提出过一个综合考虑紧度裕度,强度裕度、装配关系等多因素的轴向预紧力确定准则。     

航空发动机转子系统动力特性的研究

航空发动机作为高速旋转机械,其振动特性直接影响到飞机的整机性能,而转子系统是发动机的主要振源。在试车过程中,发现某型涡扇双转子航空发动机频频发生振动故障,为了查出影响发动机振动的主要因素,以某型涡扇双转子发动机为研究对象,应用ANSYS有限元软件计算了转子系统的临界转速和振型,并利用多体动力学仿真软件ADAMS建立转子系统的刚柔耦合虚拟样机模型,在转速维持恒定的情况下,进行了动力学仿真,得到了转子系统的不平衡响应,为减振工作提供了技术支持。     

某型航空发动机双转子系统动力学特性计算

针对双转子航空发动机的动力学特性问题展开研究,以传递矩阵法为基础,建立数学计算模型,引用经实验验证的算法,结合某型航空发动机双转子的实际结构,对其动力学特性进行理论计算,对结果进行分析,得出结论,为航空发动机转子动力学特性的调整和发动机的故障诊断提供了一些理论参考。计算结果表明:该发动机转子在额定工作转速范围内存在一阶临界转速,但临界转速远离工作转速,说明柔性转子设计合理。双转子系统中由于中介轴承的耦合作用,一个转子的临界转速随另一个转子转速的增加而增加。     

航空发动机转子系统设计对飞机适应性的影响

在现代高推重比航空发动机的背景下,航空发动机转子系统设计对飞机适应性影响越来越被科研人员重视。高推重比所带来的不仅是高性能,还高负荷,这在一定程度上对转子系统设计提出了更高的要求。本文总结了航空发动机转子设计涉及的结构设计、材料选用以及制造技术对飞机适应性的影响,分析现有研究技术要提高航空发动机适应能力存在的问题和难点,并对未来的发展方向提出展望。     

涡轮增压器起停过程转子轴向力测试研究

涡轮增压器起动和停机过程转子所受的轴向力大小对于增压器的设计是至关重要的。以JP60C型涡轮增压器为研究对象,利用有限元方法计算增压器止推轴承的应变场,确定了转子轴向力的测量方案。并在增压器性能试验台上对增压器转子轴向力进行实验测量。实验结果表明,增压器起动和停机时,止推轴承所承受的轴向力远大于稳定工作时所承受的轴向力;且起动和停机工况下,转子所受的轴向力方向相反。试验结果将为增压器止推轴承的合理设计提供理论依据。     

涡轮增压器转子涡轮级气动轴向力数值计算

应用计算流体动力学软件CFX,以某柴油发动机的涡轮增压器涡轮级为研究对象,对其进行了轴向力传统理论计算与数值模拟计算。计算出不同发动机折合转速下涡轮端轴向力的大小,并与传统计算方法进行对比,通过对窄缝间隙的流场分析,找出两者之间差异的原因。研究结果表明,随着增压器转子转速增加,涡轮端轴向力合力越来越大,且两种计算方法结果差异随之减小,由最大值146.314N减至125.4N,减小了14.3%;研究密封环间隙、叶顶间隙对轴向力的影响,发现叶顶间隙对轴向力影响比密封环间隙小0.155～2.955N,并且发现在整个计算的过程中,传统计算给予的假设近乎理想状态,并非实际情况。     

螺栓联接参数对静子机匣同心度影响的研究

航空发动机静子机匣的同心度与转静子碰磨及气流泄漏直接相关,严重影响发动机工作效率及可靠性。良好的转静子同心度和转子叶片叶尖间隙分布的合理性是发动机高效、稳定工作的关键。建立了压气机静子机匣有限元三维模型,通过有限元计算来模拟螺栓的数量、位置和预紧力大小对机匣同心度的影响,并基于神经网络和Monte Carlo方法得到了多个螺栓位置和预紧力变化对于同心度影响的直方图。的研究为航空发动机静子机匣及其叶尖间隙设计提供了参考。