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- 航空发动机增材制造结构强度、寿命评估与设计：研究现状及展望
- 作者： 胡殿印 潘锦超 米栋 闫成 王荣桥 来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 损伤机制 一体化设计 强度与寿命评估 增材制造 缺陷表征
- 描述： 介绍了增材制造技术在航空发动机中的应用现状，重点论述航空发动机中增材制造结构强度、寿命评估与设计等关键技术的研究进展。分别从增材制造缺陷的无损检测方法与等效准则、考虑缺陷影响的关重件强度与寿命预测方法，以及创新结构一体化设计技术等方面探讨了现有研究进展、存在不足，以及发展趋势。结果表明：航空发动机中增材制造结构强度、寿命评估处于起步阶段，大多针对增材制造材料及简单结构的单一失效模式，仍需在复合疲劳失效、“结构特征-广布缺陷-表面形貌”多因素耦合失效等方面开展研究，从而发展适用于航空发动机增材制造结构的数据驱动评估方法、损伤容限设计方法以及专用试验技术。
- 航空发动机涡轮榫接结构虚拟试验技术
- 作者： 黄宏扬 胡殿印 赵炎 陈高翔 鄢林 潘锦超 来源： 航空动力学报 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 可视化 Kalman滤波 涡轮榫接 虚拟试验 神经网络
- 描述： 为解决航空发动机涡轮榫接结构疲劳试验成本高、周期长，且试验过程状态难以实时监控等问题，开展了涡轮榫接结构疲劳的虚拟试验技术研究。通过涡轮榫接结构模拟件的疲劳试验获取载荷-位移数据，构建NARX(nonlinear auto regressive model with exogenous inputs)神经网络模型，开展位移初步预测；在此基础上采用Kalman滤波引入实测数据对预测状态进行修正，实现疲劳虚拟试验位移的实时预测和更新且预测误差均小于5%；最后，基于3D MAX和Unity 3D平台，构建高度保真的涡轮榫接结构数字模型和虚拟环境，实现涡轮榫接结构疲劳虚拟试验过程的直观展示以及数据可视化。
- 航空动力系统整机多学科设计优化方法
- 作者： 尹泽勇 米栋 张立章 闫成 吴沛 钱正明 罗钜 来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 多学科设计优化(MDO) 航空动力系统 直升机传动系统 整机优化 整机验证
- 描述： 针对航空动力系统整机设计优化中存在的计算规模庞大、耦合关系复杂、学科冲突尖锐、实现过程困难等问题，从系统分解、系统建模和系统求解3个方面，发展并应用了高精度代理模型、高效优化策略和智能多目标优化算法等多类先进技术，并建立了基于多学科设计优化(MDO)的航空动力系统整机设计方法。分别以涡轴发动机、涡扇发动机、涡喷发动机、直升机传动系统主减速器主传动链为对象开展了航空动力系统整机MDO工程应用研究，并针对涡喷发动机进行了优化后压气机性能和强度试验验证以及整机试验验证。研究表明：航空动力系统整机MDO能够有效释放设计潜能，显著提高产品综合性能，大幅缩短研制周期，其工程应用前景十分广阔，将变革航空动力系统设计及研发工作。
- 某航空发动机燃气涡轮叶片低循环疲劳寿命研究
- 作者： 章的 钱正明 米栋 宣海军 赵勇铭 来源： 机械强度 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机 涡轮叶片 寿命预测 试验设计 低循环疲劳
- 描述： 针对目前燃气涡轮叶片更多依赖于后期整机长试才能集中暴露设计不足的问题，以某型发动机燃气涡轮叶片为例，开展了燃气涡轮叶片低循环疲劳寿命研究。首先，在典型循环下开展燃气涡轮叶片应力应变分析，确定了该燃气涡轮叶片的主要失效模式是以应变疲劳控制的低循环疲劳破坏，根据线性损伤累积原理，预测了燃气涡轮叶片的低循环疲劳寿命。然后，创新的提出了一种在旋转试验台实现涡轮叶片低循环疲劳试验的设计方法，采用开环式电磁感应线圈加热叶片，通过热传导实现带温度梯度的燃气涡轮转子温度场，并根据应变等效原则，确定了燃气涡轮转子试验转速。试验结果表明，燃气涡轮叶片预测寿命在5倍寿命分散带以内，且部件试验叶片裂纹位置与整机试验结果吻合。
- 航空发动机用蜂窝材料应变率相关本构模型及应用研究
- 作者： 孟卫华 王建军 米栋 汪文君 郭伟国 来源： 应用数学和力学 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机 C模型 应变率相关 J 蜂窝材料
- 描述： 针对典型航空发动机涡轮机匣防叶片刮磨的蜂窝材料,阐述了常用的蜂窝等效模型和J-C(Johnson-Cook)模型,将两种材料模型应用于蜂窝冲击试验的仿真分析,并与试验结果进行了对比.结果表明,通过合理的参数标定及简化假设,J-C模型可提供满意的仿真结果,其中蜂窝损伤预测与试验结果很好地吻合.鉴于其使用相对简单,同时能够提供足够的预测精度,在航空发动机叶片与蜂窝的刮磨仿真分析工程应用中值得推荐.
- 1Cr15Ni4Mo3N不锈钢航空发动机叶片外物损伤规律研究
- 作者： 黄宗峥 米栋 李坚 郭小军 赵振华 汪文君 来源： 机械制造与自动化 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 不锈钢 外物损伤 航空发动机 模拟叶片 空气炮
- 描述： 为研究不同因素对不锈钢航空发动机叶片外物损伤的影响规律，以模拟叶片为研究对象，通过空气炮法，开展不同工况下外物损伤试验。结果表明：缺口尺寸与冲击能量呈现正相关的关系；冲击角度和冲击速度对损伤类型的影响较大。冲击角度越大、冲击速度越小，鼓包型损伤增多；冲击角度越大、冲击速度越大，撕裂型损伤增多。
- 基于MDO策略的民用航空发动机概念设计研究
- 作者： 闫成 尹泽勇 郭福水 申秀丽 罗钜 龙丹 赵诗棋 来源： 航空动力学报 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： CO策略 ASO策略 概念设计 MDO策略 IDF策略
- 描述： 以某型民用涡扇航空发动机概念设计为例,集成了总体方案(包括热力循环分析、质量评估、噪声评估、氮氧化物排放评估)、风扇(包括气动设计、强度分析)、低压涡轮(包括气动设计、强度分析)3个子系统,以设计点耗油率、整机质量、飞越状态总声功率级、进近状态总声功率级和燃烧室氮氧化物排放量为优化目标,进行了基于多目标的整机多学科设计优化(MDO)的研究。对比研究了单学科可行(IDF)、协作优化(CO)和不对称子空间优化(ASO)3种典型的优化策略及其在整机MDO中的应用,探讨了整机MDO的建模方法、子系统间数据传递及解耦方式。结果表明:3种策略优化效率相当,优化时间最大相差742s;CO策略与ASO策略在整机MDO应用中优化效果较好,综合评价指标分别降低了0.82%和0.86%。