某型航空发动机试验件的异常振动分析

为评估某型航空发动机试验件异常振动的风险并查找原因,对异常振动进行了分析。首先,采用频谱分析、振动数据类型转换、轴心轨迹、瀑布图以及瀑布图叠加轴承特征频率图等信号处理方法,揭示了异常振动信号的特点;其次,结合结构具体形式以及对各个测点的振动情况判断振动部件,通过瀑布图确定振动类型为共振;然后,利用仿真分析技术判断部件共振的频率与振型,结合轴承特征频率的计算,综合判断结果为轴承激发了异常振动;最后,提供了试验件拆解后的轴承检测结果,说明振动异常分析方法与过程的合理性。     

TC17钛合金线性摩擦焊接叶片单元件焊缝设计

基于Goodman曲线,结合稳态应力分析和模态分析结果,文中提出了一种判断叶片振动危险点的方法。基于该方法,文中分析了TC17钛合金线性摩擦焊接叶片单元件的焊缝高度和焊接夹角对叶片振动安全的影响。此外,对于该叶片单元件在1阶弯曲模态和1阶扭转模态下焊缝高度和焊接角度对叶片振动安全的影响也进行了分析。分析结果表明,对于某线性摩擦焊接叶片单元件1阶模态,叶片焊接夹角和焊缝高度对叶片振动安全性的影响均达29%以上,而对于1阶扭转振动安全性,焊接夹角和焊缝高度的影响则分别达到了227%和392%。通过1阶弯曲和1阶扭转模态下的线性摩擦焊缝影响分析,获得了某TC17钛合金线性摩擦焊接叶片单元件焊缝的合适位置。     

考虑包容性约束的加筋机匣轻量化设计

为保证飞机航行安全，航空发动机机匣需满足包容性要求以抵抗高能碎片的冲击。针对某型航空发动机内高压压气机机匣的轻量化设计需求，基于LS-DYNA进行包容性分析，揭示了传统光壁机匣与加筋机匣的包容机理，二者均通过鼓凸塑性变形吸收叶片动能。另外，为充分挖掘加筋构型的轻量化潜力，提出一种考虑包容性能的加筋机匣优化设计框架，主要包括：提出一种机匣厚度损伤包容准则，建立结合参数化建模、有限元分析及包容性判断的优化流程，采用自主研发的优化软件Deskopt进行优化迭代并输出最优加筋机匣构型。设计结果表明，相较传统光壁机匣构型，最优加筋机匣在保证包容能力的前提下实现减重20.86%。