水滴高速撞击下汽轮机叶片的动力响应

为获得汽轮机叶片在高速水滴撞击下的应力状况,从而为进一步研究汽轮机叶片水蚀提供撞击应力等基础参数,该文建立了高速水滴与叶片钢撞击模型。模型中采用光滑粒子动力学无网格方法描述水滴部分、常规有限元有网格方法描述叶片钢材部分,充分考虑了水滴与钢材间的流固耦合效应,研究了多种速度和粒径的水滴对叶片的撞击情况,得到了水滴内部的瞬态压力分布以及水滴撞击以后的压缩、扩展、飞溅的情况,叶片钢内部应力影响区域以及应力随时间的变化,撞击应力与水滴尺寸和撞击速度的关系等。与文献果的对比表明：文中的分析结果是合理的,试验结相关参数可以应用于汽轮机叶片的水蚀疲劳研究。     

部分进气超临界二氧化碳透平非定常流动研究

超临界二氧化碳是微型动力循环中的重要工质,其较高的密度能够使透平机械结构紧凑。在部分进气工况下,可以通过增大向心透平叶高,在流量减小时减少其流动损失。基于1台部分进气度为0.3,功率为75kW级的超临界二氧化碳向心透平,在ANSYS-CFX中进行了详细的非定常流动特性分析。数值计算采用六面体网格、有限体积法及RNGk-ε湍流模型,在一个旋转周期内得到了不同时间步时整个流体域的流线、温度、压力以及单个叶片表面的压力分布,以说明部分进气工况的非定常流动特性,同时,计算了这一透平动叶受到的气流激振力并分析了其频率构成。研究成果能够为部分进气超临界二氧化碳透平的气动设计及强度分析提供依据。     

带摩擦阻尼器长叶片振动特性优化研究

为了防止透平机械长叶片因振动而导致的疲劳损坏,目前普遍采用的方法是在叶片上增加摩擦阻尼结构.针对带摩擦阻尼器长叶片的结构特点,采用扭曲梁与空间直梁单元模化叶片,推导叶片阻尼连接单元的力学模型,由此建立叶片总的动力特性分析方程.然后详细分析某阻尼围带长叶片具有不同围带厚度和围带间隙的振动响应,由此获得优化的阻尼围带结构,该分析结果还与自由叶片的响应数值进行对比,发现共振时由于围带的阻尼效果,优化阻尼结构的最大响应值只有自由叶片的42.4%.最后分析添加整圈松拉金结构的叶片振动响应,发现松拉金的加入将进一步降低叶片振动响应值.分析结果表明,该数值模型可以应用于多种摩擦阻尼器长叶片的振动特性分析及优化设计,将为阻尼叶片的设计提供实用工具.     

透平转子弯曲振动的特性及安全性

作者观察了枢复宁预防肿瘤化疗恶心呕吐反应的疗效，共３３例，其中３１是接受含顺铂的联合化疗，男性２４例，女性７例，年龄３６岁～７２岁。采用两种止吐方案控制呕吐反应，一组是于使用顺铂前半小时静脉推注枢复宁８ｍｇ；另一组是胃复安２０ｍｇ肌注加安定１０ｍｇ（或非那根２５ｍｇ）肌注，于使用顺铂前半小时用。结果３１例有复宁控制恶心的有效率为８０．６％，控制呕吐的有效率为９３．５％。２０例用胃复安对照组者各为３     

汽轮机叶片应力的三维非线性及叶根轮缘接触有限元分析

针对叶片是具体结构形式提出了一种三维实体混合单元模型来分析叶片的整体应力，考虑到转动叶片的刚性变化，采用非线性计算方法，为了获得细致的叶根轮缘应力分布，使用求解非线性问题的增量法分析了叶根轮缘接触应力场，从实际叶片算例可以看出，所提供的分析模型和计算方法可以精确直观地反映叶片了整体和局部应力情况，为工程中实际叶片的应力分析提供了强有力的工具。     

基于Gauss过程回归的超临界二氧化碳透平设计-优化方法

针对传统超临界二氧化碳(S-CO_2)透平设计方法精准度差、设计及优化周期长的问题,基于一元流动理论建立了快速的S-CO_2向心透平热力设计方法,结合高精度的三维气动分析方法,提出了一种基于Gauss过程回归的设计-优化方法,利用热力设计以及Gauss过程回归预估透平气动设计的真实效率,并在模拟退火过程中检验设计结果的有效性,通过S-CO_2透平的设计及优化算例证明了该方法的高效性。结果表明:透平等熵效率从初始设计方案的83.68%提升至最优设计方案的91.20%,对于传统的气动设计及模拟退火方法需要120次的气动分析,而该方法仅需24次气动分析,大幅缩短了设计-优化时间,具有较高的工程实用价值。     

新型阻尼结构叶片振动特性试验研究

干摩擦阻尼结构被广泛应用于透平叶片中来降低其振动应力。文章设计并搭建了干摩擦阻尼块结构叶片振动特性测试试验台,通过测量一新型阻尼结构叶片的振动响应值,获得了不同激振力及模拟离心力转速下叶片频率响应曲线及模态阻尼比。试验结果表明：当激振力较小时（4N、5N和6N）,叶片的共振频率随模拟离心力转速的上升而不断增加,而模态阻尼比则先增加再减小,在40％模拟离心力转速工况下模态阻尼比最大,叶片减振效果最好;当激振力较大时（12N、18N和24N）,叶片振动更加剧烈,使得阻尼块接触刚度降低,叶片的共振频率接近自由叶片固有频率,而模态阻尼比随着模拟离心力转速的上升不断降低。     

透平级三维粘性非定常流动和气流激振力的研究

针对非定常流动对透平气动性能的影响和导致产生动叶片振动疲劳的气流激振力,深入研究和总结了国内外透平机械的非定常流动,阐述了RNGκ-ε湍流模型和双时间步法,并提供了笔者研究的2个汽轮机高压级以及末级的非定常流场与气流激振力的例子.结果表明:采用RNGκ-ε湍流模型和双时间步法对透平级进行非定常粘性流场分析可获得更为详细、精确的流场状况以及更为真实的效率;气流激振力和激振力因子的水平与流场状况有密切联系,影响流场的因素(如背压,流量,动静间隙等)发生变化会对气流激振力因子产生影响.此外,还提出了今后进一步研究的思路和方法.     

Transient liquid phase diffusion bonding of a single crystal superaUoy DD6

DD6 alloy was bonded by transient liquid phase (TLP) diffusion bonding. The main compositions of the interlayer alloy employed were similar to those of the base metal, DD6, and a certain amount of element B was added as the melting point depressant. The results show that it is difficult to obtain the joints with the microstructures completely homogeneous. For the joint TLP diffusion bonded at 1290℃ for 12h, about half areas of the beam possessed αγ γ′ microstructure, nearly identical with that of the base metal, and the other local areas consisted ofT-solution, borides, etc. Prolonging the bonding time to 24h, the inhomogeneous areas in the joint reduced, and the joint property improved. The joint stress-rupture strength at 980℃ and 1100℃ reached 90%-100% and 70%-80% of those of the base metal respectively.     

多级轴流超临界二氧化碳压气机气动性能研究

二氧化碳作为动力循环工质可获得更高的循环效率和部件紧凑性,应用前景广阔。基于给定参数设计了1台4级轴流式超临界二氧化碳(SCO_2)压气机,通过划分六面体网格,采用有限体积法及SSTk-ω湍流模型对其气动性能进行了详细分析,并对叶顶间隙的影响规律进行了研究。研究表明,由于流动加速和引射作用,叶顶间隙泄漏流造成了叶尖吸力侧流体温度和压力的下降,因此该区域可能会发生冷凝现象,并且叶顶间隙的增大进一步降低了该区域的参数,将会导致级效率和压比的降低。研究成果可为SCO_2压气机设计提供参考。