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- 航空发动机风扇叶片与机匣刮蹭分析及结构设计
- 作者： 柴象海 史同承 王少辉 张执南 来源： 航空动力学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 风扇机匣 刮蹭 宽弦风扇叶片 结构设计 涡扇发动机
- 描述： 针对异常载荷下,航空发动机宽弦风扇叶片的叶尖与机匣刮蹭变形及损伤特征缺乏数据支持,而传统理论计算方法存在较大的误差问题,建立了宽弦风扇叶片叶尖刮蹭显式动力学分析模型,采用宽弦风扇叶片与机匣刮蹭试验数据,对分析模型的计算精度进行了验证。基于分析模型进行了仿真参数的敏感度分析,得到了叶片与机匣刮蹭后叶片变形及机匣损伤规律。研究结果表明:叶尖伸长量对转子转速非常敏感,叶尖径向伸长量增加速率远大于转速增加值,因此在叶片设计中应考虑到风扇叶片极限转速下叶尖伸长量。同时需要选取合理的扭转角度以满足叶片安全性和气动性能的要求。在风扇机匣包容区设计中应主动考虑异常载荷的影响,增大安全性设计域度;设计合理的耐磨层材料参数,减小风扇叶片对其冲击损伤。采用该方法可以提高叶尖间隙控制精度,减小刮蹭对叶片和机匣造成的损伤。
- 航空发动机可磨耗涂层在不同碰磨场景下的有毒物质产生机理
- 作者： 孙杨慧 陈勇 王少辉 侯乃先 孙建刚 来源： 表面技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 有毒物质 热裂解 碰磨机理 铝硅聚苯酯
- 描述： 目的 获得铝硅聚苯酯涂层在发动机不同碰磨条件下磨削物的尺寸、内部结构与其热分解特性的关系，进而揭示有毒气体产生的机理。方法 应用LS–DYNA软件计算压气机在不同运行工况下叶片的伸长量与伸长率，定义碰磨场景。应用等离子喷涂技术（APS）制备铝硅聚苯酯涂层，利用高温超高速可磨耗试验机模拟碰摩场景并开展碰摩试验。利用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）表征不同碰摩场景下磨削物颗粒的尺寸、形貌与成分。利用气相色谱–质谱连用仪对不同尺寸、形貌及内部结构的磨削物颗粒开展热分解试验，获得热分解规律及导致客舱引气污染的有害物质。结果 高转速（183 m/s）、低进给率（28μm/s）条件下，磨削物颗粒的平均尺寸约为30.8μm；高转速（183 m/s）、高进给率（257μm/s）条件下，磨削物颗粒的平均尺寸约为74μm；低转速（52 m/s）、低进给率（28μm/s）条件下，磨削物颗粒的平均尺寸约为101.8μm；低转速（52 m/s）、高进给率（257μm/s）条件下，磨削物颗粒的平均尺寸约为119.4μm。当涂层磨削物颗粒尺寸大于100μm时，在210℃附近未发生热解，仅在550℃附近有明显的热解反应；当涂层磨削物颗粒尺寸小于75μm时，在210、550℃附近都有明显的热解现象，且都会产生苯、甲苯等有害物质。结论 线速度基本一致的条件下，磨削物颗粒尺寸与进给率成正相关；进给率基本一致的条件下，磨削物颗粒尺寸与进给率成负相关。磨削物颗粒的热稳定性与颗粒的尺寸、内部结构相关。涂层在高转速下热效应明显，涂层骨架中的聚苯酯发生部分坍塌，内部结构遭到破坏，导致磨削物在低温下发生热解反应，且产生的有害物质会污染客舱引气。
- 航空发动机可磨耗涂层在不同碰磨场景下的有毒物质产生机理
- 作者： 孙杨慧 陈勇 王少辉 侯乃先 孙建刚 来源： 表面技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 有毒物质 热裂解 碰磨机理 铝硅聚苯酯
- 描述： 目的 获得铝硅聚苯酯涂层在发动机不同碰磨条件下磨削物的尺寸、内部结构与其热分解特性的关系，进而揭示有毒气体产生的机理。方法 应用LS–DYNA软件计算压气机在不同运行工况下叶片的伸长量与伸长率，定义碰磨场景。应用等离子喷涂技术（APS）制备铝硅聚苯酯涂层，利用高温超高速可磨耗试验机模拟碰摩场景并开展碰摩试验。利用扫描电镜（SEM）、能谱仪（EDS）表征不同碰摩场景下磨削物颗粒的尺寸、形貌与成分。利用气相色谱–质谱连用仪对不同尺寸、形貌及内部结构的磨削物颗粒开展热分解试验，获得热分解规律及导致客舱引气污染的有害物质。结果 高转速（183 m/s）、低进给率（28μm/s）条件下，磨削物颗粒的平均尺寸约为30.8μm；高转速（183 m/s）、高进给率（257μm/s）条件下，磨削物颗粒的平均尺寸约为74μm；低转速（52 m/s）、低进给率（28μm/s）条件下，磨削物颗粒的平均尺寸约为101.8μm；低转速（52 m/s）、高进给率（257μm/s）条件下，磨削物颗粒的平均尺寸约为119.4μm。当涂层磨削物颗粒尺寸大于100μm时，在210℃附近未发生热解，仅在550℃附近有明显的热解反应；当涂层磨削物颗粒尺寸小于75μm时，在210、550℃附近都有明显的热解现象，且都会产生苯、甲苯等有害物质。结论 线速度基本一致的条件下，磨削物颗粒尺寸与进给率成正相关；进给率基本一致的条件下，磨削物颗粒尺寸与进给率成负相关。磨削物颗粒的热稳定性与颗粒的尺寸、内部结构相关。涂层在高转速下热效应明显，涂层骨架中的聚苯酯发生部分坍塌，内部结构遭到破坏，导致磨削物在低温下发生热解反应，且产生的有害物质会污染客舱引气。