航空涡轴发动机复杂转子叶片系统动力学特性研究

作者： 金淼     王艾伦     王青山     尹伊君     衡星     张海彪   来源： 航空动力学报 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空涡轴发动机   接触模型   端齿预紧   动力学特性   稳态和瞬态不平衡响应  

描述： 基于赫兹接触理论与数理统计相结合的方法，构建了含有弹性、弹-塑性、完全塑性的3个变形过程在内的端齿等效接触动力学模型。针对航空涡轴转子系统复杂的结构特征，采用有限元和哈密顿变分原理建立了含有接触效应的端齿连接结构在内的航空发动机复杂转子-叶片耦合系统的动力学分析模型，并通过与有限元结果对比验证了模型的有效性。在此基础上，研究了不同预紧力作用下耦合系统的固有频率、稳态响应以及瞬态不平衡响应特性。研究结果表明预紧力对端齿连接结构的接触状态影响非常明显，在预紧松弛状态下，其连接界面滑移会引起有效接触界面的抗弯刚度和抗扭刚度的减少，从而引起端齿连接刚度下降，同时在耦合系统的轮盘处x方向，扭转振动与叶尖弯曲方向处的瞬态和稳态不平衡响应的幅值有明显放大现象，而当预紧力设计范围为2.0×10～4～2.0×10～5 N，此时端齿连接结构近似等效于刚性连接。本文研究结果可为含有端齿连接结构的航空涡轴发动机轴向预紧力的设计提供了定量的参考依据。

航空涡轮轴发动机复杂转子的动力学建模方法

作者： 王龙凯   王艾伦   尹伊君   金淼   衡星   来源： 中国机械工程 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 转子   动力学建模   涡轮轴发动机   有限元法   振动特性   燃气发生器  

描述： 为建立涡轮轴发动机复杂转子的动力学模型，基于有限元法和分段线性拟合，采用子结构法对复杂结构进行建模，在对系统自由度进行缩减后，推导出转子系统的运动方程。采用理论分析和试验验证了模型的有效性，分析了燃气发生器转子的振动特性。研究结果表明：建立的模型能显著降低整个系统的复杂度，在保证求解精度前提下，可大幅缩短求解时间。

航空涡轮轴发动机复杂转子的动力学建模方法

作者： 王龙凯   王艾伦   尹伊君   金淼   衡星   来源： 中国机械工程 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 转子   动力学建模   涡轮轴发动机   有限元法   振动特性   燃气发生器  

描述： 为建立涡轮轴发动机复杂转子的动力学模型，基于有限元法和分段线性拟合，采用子结构法对复杂结构进行建模，在对系统自由度进行缩减后，推导出转子系统的运动方程。采用理论分析和试验验证了模型的有效性，分析了燃气发生器转子的振动特性。研究结果表明：建立的模型能显著降低整个系统的复杂度，在保证求解精度前提下，可大幅缩短求解时间。

航空薄壁板铆钉连接结构疲劳断裂性能研究

作者： 王艾伦   来源： 南京航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 沉头铆钉　　干涉配合　　三维裂纹　　应力强度因子　　纤维金属层合板　　疲劳裂纹扩展寿命  

描述： 速率等问题，并取得了以下研究成果： （1）基于接触算法理论具体研究了航空铝合金薄板与GLARE纤维金属层合板通过沉头铆钉连接的组合结构的应力集中效应随不同几何型号参数的变化规律。本文的分析计算方法可以

航空薄壁板铆钉连接结构疲劳断裂性能研究

作者： 王艾伦   来源： 南京航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 沉头铆钉　　干涉配合　　三维裂纹　　应力强度因子　　纤维金属层合板　　疲劳裂纹扩展寿命  

描述： 速率等问题，并取得了以下研究成果： （1）基于接触算法理论具体研究了航空铝合金薄板与GLARE纤维金属层合板通过沉头铆钉连接的组合结构的应力集中效应随不同几何型号参数的变化规律。本文的分析计算方法可以

限流孔板在飞机空调管道的噪声分析及优化设计

作者： 赵海宇     周强     宋经远     王青山   来源： 机械科学与技术 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： CFD方法   噪声特性   限流孔板   优化设计  

描述： 为分析限流孔板在飞机空调管道系统中的噪声特性以及对限流孔板进行降噪优化设计，本文首先运用CFD方法对含限流孔板的直管进行稳态流场数值计算，探究气流流经限流孔板的流动状态；然后基于大涡模拟法和FW-H方程，对管道进行瞬态流场以及声场计算，分析限流孔板在飞机驾驶舱监测点的流致噪声特性；最后，对比分析不同通流孔径的限流孔板对驾驶舱监测点噪声的影响规律，从而提出较优的限流孔板低噪声结构设计形式。研究结果表明：增大通流孔径可提高降噪效果，但压降性能降低，限流孔板降噪需结合其压降性能综合考虑。

航空涡轴发动机燃发转子动力学建模及近弯曲临界振动特性分析

作者： 王龙凯     胡林     张海彪     衡星.   来源： 第15届全国转子动力学学术大会摘要集 年份： 2023 文献类型 ： 会议论文 关键词： 涡轴发动机   变截面结构   动力学建模   临界转速   振动特性分析  

描述： <正>在大功率先进航空涡轴发动机需求牵引下,为了达到更高的发动机运行效率和功率等级,涡轴发动机核心机设计转速日趋高速化,迫使燃发转子工作转速不断接近弯曲临界转速,而近弯曲临界转速工况容易诱发航空发动机转子系统发生大幅振动甚至失稳的巨大风险。航空涡轴发动机燃发转子结构复杂,各级叶轮盘相互耦合,导致转子呈现变截面结构特征,

航空涡轴发动机燃发转子动力学建模及近弯曲临界振动特性分析

作者： 王龙凯     胡林     张海彪     衡星.   来源： 第15届全国转子动力学学术大会摘要集 年份： 2023 文献类型 ： 会议论文 关键词： 涡轴发动机   变截面结构   动力学建模   临界转速   振动特性分析  

描述： <正>在大功率先进航空涡轴发动机需求牵引下,为了达到更高的发动机运行效率和功率等级,涡轴发动机核心机设计转速日趋高速化,迫使燃发转子工作转速不断接近弯曲临界转速,而近弯曲临界转速工况容易诱发航空发动机转子系统发生大幅振动甚至失稳的巨大风险。航空涡轴发动机燃发转子结构复杂,各级叶轮盘相互耦合,导致转子呈现变截面结构特征,

带铆钉孔航空试验件孔边裂纹疲劳性能研究

作者： 王艾伦   曹玮   尚进   来源： 科学技术创新 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 数字图像相关   航空试验件   有限元分析   孔边裂纹  

描述： 研究了带有孔边裂纹的铆钉孔航空试验件的疲劳失效行为。使用航空载荷谱进行疲劳加载,分别采用有限元分析工具进行理论研究;借助数字图像相关技术对三种裂纹模型的试验件进行疲劳试验研究,对比模拟值和试验值之间的关系,并给出了裂纹扩展及破坏的主要模型。结果表明:裂纹尖端圆形区域网格数量为8,裂纹尖端环形区域网格数量为32的组合为试验件模型的最优拓扑划分;随着裂纹条数的增多,危险性逐渐增大,试验件破坏模式由相邻裂纹间连通演变为裂纹扩展至边界;裂纹扩展方向可能发生轻微改变,导致疲劳寿命模拟值小于试验值,共线裂纹的试验件先按I型扩展,再按混合型扩展,裂纹间的塑性区连通是共线裂纹失效的主要模型。

带铆钉孔航空试验件孔边裂纹疲劳性能研究

作者： 王艾伦   曹玮   尚进   来源： 科学技术创新 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 数字图像相关   航空试验件   有限元分析   孔边裂纹  

描述： 研究了带有孔边裂纹的铆钉孔航空试验件的疲劳失效行为。使用航空载荷谱进行疲劳加载,分别采用有限元分析工具进行理论研究;借助数字图像相关技术对三种裂纹模型的试验件进行疲劳试验研究,对比模拟值和试验值之间的关系,并给出了裂纹扩展及破坏的主要模型。结果表明:裂纹尖端圆形区域网格数量为8,裂纹尖端环形区域网格数量为32的组合为试验件模型的最优拓扑划分;随着裂纹条数的增多,危险性逐渐增大,试验件破坏模式由相邻裂纹间连通演变为裂纹扩展至边界;裂纹扩展方向可能发生轻微改变,导致疲劳寿命模拟值小于试验值,共线裂纹的试验件先按I型扩展,再按混合型扩展,裂纹间的塑性区连通是共线裂纹失效的主要模型。