压电涂层对碳基复合材料叶片振动特性的影响

针对涂覆在碳纤维增强复合材料和碳纳米管增强复合材料基体上的压电涂层,考虑涂层和基体材料的各向异性特征,建立了压电涂层-复合材料叶片动力学模型,通过静力学分析得出叶片的振动应力分布,基于模态分析的方法得出压电涂层对复合材料叶片固有频率的影响,采用谐响应分析方法研究了叶片的振动响应特性。结果表明,压电材料涂层涂覆在碳纳米管增强复合材料叶片上振幅减小的效果要优于涂覆在碳纤维增强复合材料叶片上。     

基于流固耦合的硬涂层整体叶盘振动特性研究

整体叶盘在复杂多变载荷的作用下易出现振动损伤和使用寿命缩短等问题。针对此问题,以整体叶盘简化模型为对象,对叶片的压力面涂敷NiCrAlY硬涂层并建立叶盘的流场模型;在Fluent软件中采用流固耦合方法分别对无硬涂层、有硬涂层整体叶盘进行叶盘表面气动载荷的模拟;最后,采用预应力模态分析法对无硬涂层、有硬涂层整体叶盘在气动载荷、离心载荷、气动和离心载荷共同作用下的振动响应、等效应力的分布进行求解,以及绘制叶盘的坎贝尔图。依据以上求解结果,对比研究了硬涂层和3种载荷方式对整体叶盘振动特性的影响程度。结果表明：硬涂层对整体叶盘的振动特性影响较小;相比离心载荷,离心和气动载荷共同作用时对整体叶盘振动特性影响更明显;硬涂层会降低整体叶盘的共振点数。     

基于PRO/E的带阻尼台叶片精锻模具设计

压气机叶片作为发动机能量转换的重要零件之一,在发动机工作过程中承受着多种复杂的应力.本文以Pro/Engineer为软件平台,采用三维特征设计方法实现带阻尼台叶片的快速建模.通过计算确定了平衡角的大小为3.3°,方向为顺时针.设计了毛边槽,利用PRO/E软件所具备的参数化设计的功能对带阻尼台叶片的精锻模具进行设计.缩短了模具设计周期,减少了人工操作时间,对航空发动机叶片的精锻工艺制定具有重要意义.     

基于ADAMS的轴对称矢量喷管喷口精度分析

为研究误差对喷口精度的影响，以轴对称矢量喷管为研究对象，利用ADAMS软件的参数化点的功能建立模型并仿真，验证模型有效性；建立衡量喷口精度的指标：偏转角、方位角、喷口面积的测量函数；基于设计研究功能，得出了单一设计变量误差对喷口精度影响的灵敏度；通过ADAMS/Insight模块、蒙特卡洛方法以较快的速度、较少的工作量完成零部件随机设计变量误差的分析。研究结果表明：在随机误差-0.1 mm<μ<0.1 mm的情况下，偏转角仿真值与平均值相对误差为0.675%,方位角为0.847%,喷口面积为0.048%,喷口精度变化较小，可以保证发动机工作范围。     

基于多尺度模型的航空管接头密封状态影响分析

作为连接液压管路和密封管路内的高压流体的重要部件,航空管接头的可靠性和稳定性至关重要。为了更加准确地理解和分析材料参数对航空管接头密封状态的影响规律,基于管接头实际粗糙表面建立多尺度有限元接触模型,研究材料属性对管接头密封状态影响规律。结果表明：基于实际粗糙度的多尺度有限元模型可以更加准确反映出密封接触状态;当卡套材料屈服强度小于管路材料屈服强度时,管接头密封接触面积变化较小,管接头密封区域密封接触压力值随屈服强度增大而增大;当卡套材料屈服强度大于管路材料屈服强度时,管接头密封接触面积减小,对应管接头密封接触压力分布没有形成良好密封状态,即卡套材料屈服强度的选择应接近管路材料屈服强度,进而获得最佳的管接头密封状态。     

基于热流固的热障涂层整体叶盘振动特性研究

为了研究复杂载荷对整体叶盘振动特性的影响,基于热流固耦合方法对热障涂层整体叶盘振动特性进行研究。简化整体叶盘模型,对叶片表面涂敷热障涂层并建立整体叶盘的流场模型;在Fluent中采用热流固耦合方法对整体叶盘的表面进行气动载荷和温度载荷的模拟;最后,采用预应力模态分析法分别对不同工况下整体叶盘的振动特性进行分析。结果表明:考虑离心载荷对整体叶盘的固有频率影响最大,温度的影响最小;对比不同工况下,考虑温度载荷对整体叶盘的共振点个数无影响,气动载荷增加整体叶盘的共振点个数。     

硬涂层整体叶盘频率转向特性研究

硬涂层减振是一种极具应用前景的减振技术,被广泛应用于整体叶盘阻尼减振,研究旋转硬涂层整体叶盘频率转向特性具有重要意义。针对NiCoCrAlY+YSZ硬涂层整体叶盘减缩结构建立有限元模型,研究工作状态下硬涂层整体叶盘模态动频曲线两阶模态间频率转向和振型转换特性,和高阶模态间复杂的频率转向特性及硬涂层对整体叶盘频率转向和振型转换特性的影响。仿真结果表明：频率转向区附近转速n=600 rad/s时,无涂层整体叶盘第5阶和第6阶固有频率差值为15.14 Hz,硬涂层整体叶盘第5阶和第6阶固有频率差值为14.04 Hz,频率转向区附近固有频率变化率为7.26%;硬涂层的涂敷不会影响频率转向现象的发生,但改变了两阶模态间频率转向区动频曲线间隙,对频率转向区处模态振型无影响。     

科氏力对硬涂层整体叶盘振动特性的影响分析

以某航空发动机整体叶盘简化模型为研究对象，对叶片表面涂覆NiCrAlY硬涂层，建立硬涂层整体叶盘有限元模型。针对不同工况下仅考虑离心力影响和同时考虑科氏力和离心力影响的2种情况，进行模态分析，研究离心力和科氏力对不同转速下硬涂层整体叶盘模态特性的影响，并讨论硬涂层对整体叶盘系统固有特性的影响；最后，根据计算得到的固有频率，得到2种不同载荷下的坎贝尔图，求得硬涂层整体叶盘发生共振时的危险转速。结果表明：转速越大，固有频率值升高，科氏力对频率特性影响越大；硬涂层对整体叶盘结构的频率影响较小，硬涂层削弱了科氏力的影响;对于高速旋转的整体叶盘系统，科氏力影响显著，工程计算时不可忽略。     

可拆卸储罐罐体的有限元分析

储罐在公路交通事业发展中的应用越来越广泛,其安全性变得越发重要.为满足行业对储罐可以进行拆卸移动的需求,研究设计可拆卸储罐.与传统储罐不同,可拆卸储罐的纵向壁板是以连接板和螺栓形成的结构进行连接,便于拆装.针对可拆卸储罐壁板纵向以连接板和螺栓连接的结构特点,建立包含两片壁板、两壁板间的连接板、螺栓和垫片的简化有限元模型,并根据操作工况对其施加预紧力和载荷.利用有限元软件ANSYS分别对操作工况下储罐的螺栓、连接板和罐壁进行应力分析,获得了储罐各部位的应力分布情况,根据分析设计标准对关键部位进行应力强度评定.结果表明:在充满介质的情况下,储罐满足设计要求,不会发生强度失效.     

斜裂纹对电机轴刚度弱化的影响分析

运用断裂力学理论,推导了任意倾角下沿主坐标轴方向的轴向力、弯扭等6个载荷共同作用的斜裂纹轴刚度计算公式,研究了在全开的静态下,斜裂纹深度比、轴细长比和裂纹倾角等参数对轴刚度的影响。计算结果:斜裂纹的刚度随裂纹倾角的增加而减小;而斜裂纹的刚度随细长比的增加而减小;当裂纹深度较小时,刚度变化缓慢;但当裂纹深度大于轴半径一半时,裂纹轴全部载荷作用的影响都要考虑,同时要计算裂纹轴的部分耦合刚度,所产生的耦合振动会影响转子的动力学性能。