SPF/DB在空心叶片制造中的应用

主要介绍了超塑性成形和扩散连接(SPF/DB)技术在夹心结构空心叶片制造方面的应用,前、后缘以及局部形状设计要求,叶片的厚度分布、金相组织、机械特性和可行的工艺流程.     

车用空调薄形冷凝器风扇的开发

通用采用宽幅前向叶片和将叶片弯曲率增大４０％，以及对叶片后缘进行锯齿形处理，不仅使风扇厚度减少了２０％，而且使风扇噪音比原来的风扇总计降低了７％。     

叶片检测技术及在UG软件中的应用研究

简述了叶片的测量方法,分析了叶片型面检测的关键技术和难点,对批产和科研生产中的实际情况,针对性的提出了叶片检测的具体方法,围绕具体的检测实例实现了某种叶型的坐标系建立,测量及在UG环境下的叶型重构,基于研究测量所得叶型主要参数(如弦长、最大厚度、缘头半径等),为正确的判断零件质量提供技术方法,及后续叶型改进、优化提供技术思路。     

驻点引射飞艇减阻数值模拟

提出一种驻点引射的减阻方法,从飞艇前缘至后缘开流动引射孔,部分外部流动转变成内部流动从引射孔导出。通过求解雷诺平均Navier-Stokes方程,采用SST两方程湍流模型,模拟了具有驻点引射流动飞艇绕流流场,探讨了不同尺寸孔径以及不同的入口形状的流动状态。数值模拟结果显示:驻点引射方法可以有效改善飞艇绕流流动,大幅度降低飞艇阻力系数。不同的孔径以及入口形状的流动结果显示,在飞艇最大厚度1/15的开孔孔径范围内,不同的孔径以及开口形状不会对驻点引射飞艇外部绕流流场产生显著影响。     

基于QUINDOS6的整体叶轮叶型检测

为了提高数据处理速度,保证数据的准确性,本文介绍了一种快速检测整体叶轮叶型的方法。选择计量型三坐标测量机进行测量,使用QUINDOS6及专用数据自动处理软件,并自行开发二次测量程序,对叶型偏差、前后缘半径R等叶形特征参数快速精确地进行评价,同时自动输出图形报告,最终能够直观地反映检测数据结果。     

基于无源RFID标签天线的印刷质量评价模型研究

为评价无源RFID标签天线的印刷质量,对无源RFID标签天线的质量性能进行了理论分析。针对成品后的天线性能与仿真后的天线性能间存在的差异,在丝网印刷的条件下,以RFID标签天线间的间隙偏差、天线厚度偏差和最大阅读距离偏差为自变量,建立了评价无源RFID标签天线印刷质量的数学线性回归模型,为RFID标签天线在生产过程中的优化提供了一定指导。     

鸟撞过程中撞击位置与撞击姿态对风扇叶片损伤影响研究

为研究鸟撞风扇叶片过程中撞击位置及撞击姿态对风扇叶片瞬态冲击响应的影响,通过CT扫描建立光滑粒子流体动力学(smooth particle hydrodynamics, SPH)绿头鸭模型,根据相对速度原则对五个撞击位置和十五种撞击姿态的旋转风扇-鸟体撞击过程进行模拟。获得了撞击位置及撞击姿态对叶片不同位置应力响应及位移响应的影响规律。结果表明:在鸟撞叶片过程中叶片前后叶根以及前后缘易发生应力集中,在撞击过程中该区域最易发生损伤变形,且前叶根要比后叶根受到的应力更大,更易发生损伤变形;鸟撞击2/6叶高位置时,叶片受到的撞击力、叶根处及前缘处应力最大;Y-135°、Y-270°、Y-315°、Z-135°及Z-315°撞击姿态下前叶根受到的等效应力最大,Z-135°撞击姿态下后叶根受到的等效应力最大,Y-270°撞击姿态下前缘接触处位移最大。研究结果对航空发动机风扇叶片抗鸟撞设计及适航评估具有参考价值。     

燃机叶片型面三维光学扫描检测方法研究

针对工业生产中提高燃气轮机叶片型面检测效率、实现叶片整体尺寸检测的实际需求,提出基于激光和光栅两种三维光学扫描的叶片型面检测方法。采集燃气轮机叶片三维点云数据,用统一采样和设定点云间最大偏差值的方法进行点云精简。根据6点定位原理和最小二乘法将精简点云与设计模型进行配准,提取叶片型面轮廓度和检测截面特征参数进行分析,并与三坐标检测结果对比。结果表明:两者检测叶片型面轮廓度在相同偏差范围内点云所占比例偏差都在1%以内,叶片型面特征参数尺寸相差都在0.02 mm以内。经试验证明,三维光学扫描方法检测速度快、适应性强、可靠性高,可为高效准确地进行叶片型面检测提供有效的技术手段。     

位置分析——在尺寸链中考虑形状和方向偏差的一种改进的闭环尺寸计算…

用公差分析来研究公差的确定对允许的零件基本造的影响。位置分析定义各几何要素的允许的最大偏差，计算两个元素间最大和最小距离的方法是计算机辅助工具ＡＴＡＩＲ中的一部分。这种方法考虑了被标注尺寸元素的形状和方向偏差的影响，从而改进了传统的闭环尺寸计算方法。     

金属板材渐进成形工具头运动策略与成形质量分析

目的 研究渐进成形不同工具头运动策略对零件质量的影响,获取最佳运动策略,从而提高渐进成形零件的成形质量。方法 选取3种典型的渐进成形工具头运动策略与改进的运动策略进行有限元仿真,比较成形后的零件质量。结果 采用不同的运动策略均出现侧壁回弹、底部鼓包和厚度减薄缺陷,其中定间隔-下压点分散层切法轨迹成形后的零件缺陷最严重,侧壁最大回弹量和底部鼓包最大高度分别为11.5mm和3.9 mm,采用定间隔-交替运动层切法成形后的零件厚度减薄最严重,达到75.3%。改进的定弦长层切法轨迹成形件侧壁最大回弹量为9.2 mm,底部鼓包最大高度为2.7 mm,厚度减薄率为70.7%。结论 提出的定弦长层切法轨迹的成形策略能够有效避免零件底部出现压痕缺陷,获得的零件具有最好的形状精度和最小的厚度减薄率,相较于定增量-同方向进给轨迹成形,其侧壁最大偏差减小了14.8%,底部最大偏差减小了30.8%,相较于定轴向增量-交替进给轨迹成形,其厚度减薄减小了4.6%。     

空调离心叶轮尾流噪声的数值预估

由于现有的计算技术限制,风机气动噪声的数值预估是非常困难的。对于单个离心叶轮,已知其最主要的气动噪声源是叶片尾缘涡脱落导致的叶片表面压力脉动。基于Lee(1993)的轴流风机尾流噪声模型,提出一种可适用于离心叶轮尾流噪声数值预估方法。它包括三项主要工作:首先利用商用CFD软件Fluent对叶轮内的三维流场进行了数值模拟,并对所得气动性能进行实验验证;然后对叶片尾缘附近的速度剖面进行分析,提取出吸力面和压力面两侧的边界层厚度;最后,根据改进的噪声预估模型对叶轮的总声压级进行数值预估,在设计工况附近所得结果与实验值相比误差小于3dB。     

2 MW风机叶片的结构设计及静力学分析

以2 MW风力发电机叶片为研究对象,通过Matlab中的优化函数fmincon对风机叶片的关键参数(弦长、扭角、轴向和周向因子)进行优化.采用UG建模,导入ABAQUS分析软件,将叶片分为叶片根部、主梁、前缘、后缘、腹板5个部分分区域铺层后,对其施加载荷进行静力学分析,分析不同部位应力和应变规律,同时对叶根部位的复合材料层间力进行分析.结果表明:叶片根部为应力最大部位,最大变形部位为叶片端部;-45°铺层的层间应力最大,而且应力随铺设角度的不同呈现出周期性变化.通过对叶片进行静力学分析和层间力分析,能够对叶片铺层设计提供可靠的依据.     

基于数论网格法与Morris法的翼型气动特性敏感性分析

针对在风力机翼型气动特性敏感性分析中计算效率较低的问题，提出了一种基于数论网格（number theoretic net，NT-net）法与Morris法的翼型气动特性敏感性分析方法。首先，构建了拟合精度较高的翼型参数化模型；其次，阐述了NT-net法的计算原理，采用NT-net法对翼型参数化模型的多项式系数进行抽样；然后，以风力机翼型S832为研究对象，采用Morris法进行翼型气动特性的全局敏感性分析；最后，进一步分析在特定工况下风力机翼型参数化模型的多项式系数对翼型外形及气动特性的影响。结果表明：影响翼型气动特性的主要因素依次为翼型的最大相对厚度和最大相对弯度、前缘半径和后缘厚度；当来流攻角较小时，最大相对厚度和最大相对弯度取适当的较小值、前缘半径取适当的较大值可有效增强该工况下风力机翼型的气动特性，同时也验证了NT-net法的计算效率更高。研究结果为风力机翼型气动设计提供了理论参考。     

Failure analysis of an un-cooled turbine blade in an aero gas turbine engine

Failure of an un-cooled turbine blade in an aero gas turbine engine is analyzed to determine its root cause. The operational condition of the engine was studied and metallurgical investigations are carried out on the fractured blade. The failure has originated from the leading edge and has propagated towards the trailing edge. Thermal cracks due to surface oxidation leading to fatigue were found to be the cause of the blade failure. Operation at elevated temperatures due to malfunction of sensors in the engine control system was found responsible for initiating the thermal cracks.     

后缘小翼智能旋翼减振效果影响因素分析

建立了带后缘小翼智能旋翼气动弹性载荷计算模型及减振优化分析方法。模型考虑刚体后缘小翼的气动力与惯性力对弹性桨叶系统的影响,使用粘性涡粒子法结合翼型查表法计算旋翼气动载荷,采用力积分法计算桨叶与桨毂载荷,构造了包含桨叶根部扭转及桨毂振动载荷为目标函数的优化问题,基于最速下降-黄金分割组合优化算法寻找最佳小翼偏转规律。研究发现,建立的后缘小翼载荷控制方法有效,可降低振动目标函数70%。桨叶的弹性扭转使后缘小翼能有效实施减振,但弹性扭转对小翼气动力矩的放大作用使减振时通常伴随着桨叶扭转载荷增大的现象。     

穿孔损伤大小和方向对复合材料桨叶振动特性的影响

通过建立的全桨叶有限元模型, 研究了穿孔损伤的大小和方向对桨叶振动特性的影响。以桨叶根部z=50mm处矩形剖面和中部z=835mm处翼型剖面为研究对象, 分别在前缘、 翼盒和后缘模拟不同口径的穿孔损伤, 得到振动特性与穿孔损伤大小的关系, 并通过改变前缘的穿孔损伤方向, 得到振动特性与穿孔损伤方向的关系。结果表明, 穿孔损伤一般不会引起各阶振动模态的改变, 但会使各阶振动频率发生变化。随着损伤口径的增大, 各阶振动频率都降低。损伤发生在前缘和后缘, 摆振频率降低最多, 发生在翼盒, 扭转频率降低最多。穿孔方向对各阶振动频率的影响不仅与损伤的位置和结构有关, 还与损伤剖面的几何形状有关。对于根部矩形剖面, 穿孔方向与剖面弦向夹角为75°和105°对摆振频率影响最大, 对于中部翼型剖面, 夹角接近0°(180°)对摆振频率影响最大。      

Investigation of LP Turbine Blade Failure in a Low Bypass Turbofan Engine

Failure of low pressure turbine rotor blade in a low bypass turbofan engine is analyzed to determine its root cause. Forensic and metallurgical investigations are carried out on the blade failed. The failure has originated from the leading edge and has propagated towards the trailing edge. Intergranular features and high oxidation on the fractured surface are the cause of failure which is probably due to creep-stress rupture. This failure has caused extensive damages in low pressure turbine module and also in downstream modules as a secondary effect. Remedial measures are also suggested to prevent such failures.     

叶片厚度变化对船用轴流涡轮性能的影响

目的 研究船用轴流涡轮叶片厚度对涡轮性能的影响,为高性能涡轮设计提供参考。方法 基于计算流体力学(CFD)仿真,模拟分析了2种叶片厚度下的叶片压力、涡轮流通特性及效率特性。结果 在相同膨胀比条件下,当叶片厚度从16.12 mm增大至16.61 mm(叶根处宽度)时,折合流量下降。当膨胀比从1.5增大到2时,加厚叶片的折合流量从0.216增长至0.238,未加厚叶片的折合流量从0.219增长至0.243。当膨胀比从2继续增大时,涡轮流量随膨胀比的变化而趋于平缓。当膨胀比约为2时,涡轮效率达到最高。采用加厚叶片时,涡轮效率最高达到0.815;当膨胀比为1.5~2.68时,涡轮效率在0.8以上。当采用未加厚叶片时,涡轮效率最高达到0.808;当膨胀比为1.6~2.38时,涡轮效率才能达到0.8以上。结论 转子叶片的加厚有利于降低能量损失,且叶片表面产生旋转涡流有助于减轻尾缘处的速度冲击,进一步降低了能量损失;但转子叶片过厚会限制流体的通量,使转子的通流面积减小,涡轮的折合流量减小;在大膨胀比条件下,加厚叶片涡轮的堵塞流量明显小于未加厚涡轮的。涡轮效率随膨胀比的增大而先增大后减小。随着叶片厚度的增大,涡轮整体效率增大,高效区范围增大。     

Pulse distortion in transitions recorded with thin film pole tips

The transitions recorded on particulate, longitudinal media by a thin film ring head can exhibit a distortion at high write currents that adds an oscillatory structure to the density response and also degrades the amplitude at high density. The main data transition is recorded at the trailing edge of the gap, while the distortion is a second pulse written at the edges of the data track by the trailing edge of the trailing pole tip and at the expense of the transition recorded by the gap. This produces two pulses of opposite polarity with a constant peak-to-peak amplitude, separated by a distance equal to the thickness of the trailing pole tip and with the distortion appearing as a spurious pulse ahead of the data pulse.     

基于不同空间结构Hadamard融合的图像边缘提取算法

目的针对图像边缘提取算法中噪声对边缘的影响,易导致边缘定位精度不高,出现虚假边缘与漏检等不足,设计一种不同空间结构Hadamard融合的图像边缘提取方案。方法首先,通过计算像素与相邻点之间的方差来分析像素的结构,得到边缘点的最大概率分布矩阵(MPDM),利用MPDM来表示候选边缘集。其次,通过分析邻域点之间的亮度,计算像素与其4个相邻像素之间的最大和最小差值,得到相应的差异矩阵,并引入Logistic回归分析对2种矩阵归一化处理,得到一个权重矩阵(WM)。然后,通过Hadamard乘积模型将MPDM与WM进行融合,从而设计边缘分割阈值函数。最后,通过比较WM和分割阈值,去掉非边缘点,检测出真实图像边缘。结果实验表明,与当前边缘提取方法对比,文中方法能够有效抑制噪声,得到的边缘清晰、完整,边缘细化度与平滑度良好,在客观评价FOM与ROC中具有更大的优势。结论所提算法具有良好的边缘提取精度,在图像处理与包装条码领域具有良好的应用价值。