航空发动机压气机叶片工作状态下的自振频率

以某型发动机压气机四、六级叶片为例 ,研究了叶片自振频率的地面测量值 (或计算值 )与空中“真实值”之间的关系 ,利用该关系能将叶片自振频率的地面台架测量值 (或计算值 )转换到叶片空中工作状态下的对应值 ,从而为恰当地抑制叶片故障 ,提高叶片的可靠性提供了理论依据     

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.     

航空发动机转子叶片振动测量技术研究

简要论述了航空发动机转子叶片振动测量的必要性及发展现状,着重介绍了几种叶片振动测量方法,并对它们的测量原理进行了阐述.     

热载荷作用下旋转叶片频率转向特性

基于薄板弯曲理论,采用梁函数组合法对叶片进行动力特性分析,推导了变转速状态下叶片频率和振型的解析解的一般表达式,提出了在离心力场和温度场效应下研究叶片“频率转向”的一种方法,建立了计算叶片各阶频率和振型的理论依据。研究结果对提高叶片疲劳检测效率具有意义。     

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。     

某型航空发动机压气机叶片干冰清洗试验研究

为研究某型航空发动机压气机叶片干冰清洗效果并获取关键参数值,分析了压气机叶片干冰清洗的原理,测试了干冰清洗对压气机叶片的清洗效果。采用人工涂抹法模拟不同积垢的压气机叶片,进行压气机叶片干冰清洗试验,在不同的参数下系统地研究干冰质量流量、喷射角度和压气机转速等参数对干冰清洗效果的影响,获得干冰清洗压气机叶片的最佳参数范围。试验结果表明,干冰清洗对压气机叶片有较好的清洗效果,人工涂抹法可以较好地模拟实际的压气机叶片积垢情况,获得清洗关键参数干冰质量流量、喷射角度和转速的较优范围。     

航空发动机压气机叶片表面颗粒沉积数值研究

叶片表面颗粒物沉积会使压气机性能衰退,而壁面粗糙度是影响颗粒物沉积的重要因素。为研究不同粗糙度对CFM56-7B航空发动机压气机叶片颗粒物沉积的影响,通过逆向获得CFM56-7B航空发动机第一级压气机模型,利用CFD软件对模型进行仿真,研究了不同壁面粗糙度对亚微观颗粒物沉积的影响。仿真结果表明：壁面粗糙度增加使轮毂及机匣周围颗粒物运动速度明显减慢,当壁面粗糙度增大时,压力面颗粒物沉积量增加,吸力面颗粒物沉积量减少。     

某航空发动机压气机叶片轮盘耦合振动分析

基于循环对称结构固有特性的有限元分析原理,对某型航空发动机压气机叶片轮盘耦合ANSYS软件进行了分析计算,根据计算结果分析了该压气机叶片轮盘耦合结构的振动特性,为其设计优化和振动安全性检验提供了数值依据.     

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。     

流固耦合下轴流压气机叶片振动特性数值研究

气流扰动触发的叶片振动是导致叶片疲劳失效的主要原因,针对此问题,首先,建立叶片流固耦合时域计算模型,研究叶片振动特性,并进行叶片失效分析;其次,建立压气机叶片振动分析模型,结合叶片振动试验来验证模型的有效性;然后,考虑气体与叶片的耦合作用,通过数值仿真模拟得到典型工况下的叶片表面气动载荷,并将其引入旋转叶片有限元振动分析模型进行叶片振动响应计算;最后,引入坎贝尔图确定叶片危险工况,得到危险工况下的叶片动应力分布,并进行叶片疲劳失效分析。结果表明:临界工况下叶片振动应力分布与发生共振的模态振型密切相关;临界转速下叶片发生的1阶共振是造成叶片失效的主因。     

转子-叶片系统固有特性分析及试验研究

针对转子-叶片系统,采用能量法和集中质量法,建立了转子-叶片系统弯扭耦合运动微分方程,并在模型中考虑了叶片的截面特性、科氏力效应、离心刚化和旋转软化,还包括了转子的陀螺效应。通过对特征方程的计算,得到了系统的Campbell图。文中搭建了转子-叶片模态测试系统,通过测试结果与仿真结果的对比,验证了本文模型的正确性。本文还分析了圆盘半径对系统固有频率的影响,结果表明随着圆盘半径的变化,会出现频率转换现象。并且圆盘半径对轴扭转固有频率会产生一种软化作用,这种作用会随转速升高而变得更加明显。     

关于风力发电机叶片预应力模态频率的研究

通过对风力发电机叶片进行预应力模态频率分析,找出了发电机在使用过程中产生振动耦合的原因。通过对叶片结构形式和选用材料进行改进并对改进后的机体进行模态频率比较研究,得出了避免叶片产生振动耦合的方案,通过疲劳特性分析确定其方案是否可行,为同类产品的安装、使用和优化设计提供了参考依据。     

航空发动机压气机叶片的逆向建模及应用

为得到高质量的航空发动机压气机叶片型面,采用三维扫描仪准确测量获取叶片点云数据,将点云数据去噪和精简处理后等距提取叶型截面点云并存储为二维数据。利用Matlab软件对叶型截面二维点云数据采用三次B样条曲线整体逼近拟合的方法形成叶身截面曲线,并在SolidWorks软件中放样生成叶身型面。逆向建模后的叶片可借助UG二次开发生成磨削抛光路径轨迹线,成功实现了叶片模型的应用。结果表明逆向建模成型后的叶片精确性高,光顺性好并且对解决实际的工程问题提供帮助。     

转速对转子振动频率的影响

本文研究转速对转子振动频率的影响。首先对SOLID WORKS有限元软件进行模态分析的可靠性结果进行验证,然后计算了27种不同转速下前10阶转子振动频率,并分析其变化规律,提出使用SOLIDWORKS有限元法求解实际工程上临界转速的新方法。研究结果表明,随着转速增加,转子的振动频率将相应增加,且其增加具有非线性;随着转速的变化,转子的高阶次振动频率将发生组合和分离,其临界点发生在临界线（＂振动频率=转速对应频率＂直线）上;利用有限元法和临界线,求解实际工程临界转速的新方法比其他方法的准确性更高。     

某型航空发动机压气机转子卡滞故障研究

针对某型航空发动机发生的压气机转子卡滞故障,进行了受力和失效分析,查明了故障原因并提出了相应的改进措施。经使用验证后再无类似问题发生,确保了装备在外场的正常使用。     

利用ANSYS和坎贝尔图对燃气轮机压气机转子模态及临界转速的分析计算

建立了某型燃气轮机低压压气机转子的几何模型,使用可计算陀螺效应的体单元建立了转子的有限元模型.利用数值仿真软件求解转子的前8阶模态,并基于其高速旋转结构模态分析功能画出了特征频率随转速的变化曲线即坎贝尔图.计算得到了一阶临界转速,并就支承刚度对其影响进行了研究.计算结果表明:转子的设计具有良好的结构刚度;设计中需要对压气机转子第4级轮盘附近转鼓的强度给予一定的重视;转子系统临界转速安全系数合理;支承刚度的改变对临界转速的影响处于非敏感区,有利于转子的稳定运行.     

航空发动机转子叶片排序策略与静平衡技术

对组合发动机转子叶片进行平衡可有效地减少振动,平衡前对叶片的静质量矩进行优化排序可最大限度地减少不平衡量。选取国内外航空发动机转子叶片常用的三种排序方法进行比较,用某发动机转子叶片盘进行平衡试验,并对试验结果进行计算验证,找出最优的排序方法并总结排序规律,同时可对转子静平衡配平技术进行推广。     

基于ANSYS的航空发动机压气机盘模态分析

运用ANSYS软件对某航空涡轮发动机压气机盘进行了模态分析,得到了压气机盘的前10阶固有频率和振型,确定了压气机盘的振动特性,为压气机盘的结构优化和动力修改提供了参考依据.     

航空发动机带凸肩风扇转子叶片裂纹产生原因

某航空发动机TC4合金风扇转子叶片凸肩根部转接部位过早产生裂纹,通过宏观形貌观察、断口分析以及接触放电试验,分析了裂纹产生原因.结果表明:失效风扇转子叶片裂纹为疲劳裂纹,裂纹萌生于叶片叶盆侧凸肩根部至排气边的转接区域表面;在叶片凸肩耐磨层钎焊过程中,感应线圈靠近或接触叶片基体而发生接触放电,导致叶片基体局部熔化烧伤和阻...