航空发动机管路系统动力学特性综述

作者： 汪博   高培鑫   马辉   孙伟   林君哲   李晖   韩清凯   刘中华   来源： 航空学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   动力学   卡箍阻尼   管路系统   卡箍刚度   流固耦合  

描述： 航空发动机管路系统主要承受来自机匣和管内流体的耦合激励作用，不同位置机匣传递的基础激励不同，如高低压转子振动、气动载荷、燃烧室火焰脉动和气动噪声激励等，管内流体激励包括介质压力脉动及管路形状改变造成的介质冲击载荷等；同时不同管型的管路通过卡箍、支架、接头等连接部件与机匣和附件相连，存在大量的结构耦合，这些都极易引发管路系统在多源载荷激励下的振动超限，诱发管路及卡箍产生裂纹等故障。为了提高管路系统服役期间的可靠性，在设计阶段需要开展动力学优化设计，并提出相应的设计标准及规范。目前管路系统动力学方面的研究主要聚焦在飞机、舰船及其他输油管路，针对航空发动机管路系统动力学特性的研究相对较少，对管路系统主要支撑部件卡箍静力学及动力学特性表征、弹支边界管路系统动力学特性、流固耦合管路系统动力学特性及管路系统动力学优化这4个方面的研究现状进行了总结与展望，旨在为航空发动机复杂管路系统设计及振动控制提供理论支持和技术指导。

航空发动机管路系统动力学特性综述

作者： 汪博   高培鑫   马辉   孙伟   林君哲   李晖   韩清凯   刘中华   来源： 航空学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   动力学   卡箍阻尼   管路系统   卡箍刚度   流固耦合  

描述： 航空发动机管路系统主要承受来自机匣和管内流体的耦合激励作用，不同位置机匣传递的基础激励不同，如高低压转子振动、气动载荷、燃烧室火焰脉动和气动噪声激励等，管内流体激励包括介质压力脉动及管路形状改变造成的介质冲击载荷等；同时不同管型的管路通过卡箍、支架、接头等连接部件与机匣和附件相连，存在大量的结构耦合，这些都极易引发管路系统在多源载荷激励下的振动超限，诱发管路及卡箍产生裂纹等故障。为了提高管路系统服役期间的可靠性，在设计阶段需要开展动力学优化设计，并提出相应的设计标准及规范。目前管路系统动力学方面的研究主要聚焦在飞机、舰船及其他输油管路，针对航空发动机管路系统动力学特性的研究相对较少，对管路系统主要支撑部件卡箍静力学及动力学特性表征、弹支边界管路系统动力学特性、流固耦合管路系统动力学特性及管路系统动力学优化这4个方面的研究现状进行了总结与展望，旨在为航空发动机复杂管路系统设计及振动控制提供理论支持和技术指导。

航空带垫卡箍刚度及阻尼特性分析与试验验证

作者： 刘学峰   张源麟   张德聪   于涛   高培鑫   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 管路系统   振动响应   支撑刚度   阻尼特性   带垫卡箍  

描述： 研制了带垫卡箍刚度测试装置，分别对不同规格卡箍线刚度和扭转刚度进行了测量，并将卡箍刚度测量数值引入卡箍-管路系统有限元模型，通过管路固有特性数值计算与试验测试结果对比，误差在5%左右，验证了卡箍刚度参数的准确性。进一步搭建了卡箍阻尼测量系统，通过测量卡箍动态传递率，获得相对应的模态阻尼比，并将卡箍阻尼测量数值引入卡箍-管路系统有限元模型，得到的管路振动响应数值计算结果与试验对比，误差在30%左右，进一步验证了阻尼测量方法的有效性。该方法可以为航空复杂管路系统卡箍支撑的设计提供技术参考。

航空带垫卡箍刚度及阻尼特性分析与试验验证

作者： 刘学峰   张源麟   张德聪   于涛   高培鑫   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 管路系统   振动响应   支撑刚度   阻尼特性   带垫卡箍  

描述： 研制了带垫卡箍刚度测试装置，分别对不同规格卡箍线刚度和扭转刚度进行了测量，并将卡箍刚度测量数值引入卡箍-管路系统有限元模型，通过管路固有特性数值计算与试验测试结果对比，误差在5%左右，验证了卡箍刚度参数的准确性。进一步搭建了卡箍阻尼测量系统，通过测量卡箍动态传递率，获得相对应的模态阻尼比，并将卡箍阻尼测量数值引入卡箍-管路系统有限元模型，得到的管路振动响应数值计算结果与试验对比，误差在30%左右，进一步验证了阻尼测量方法的有效性。该方法可以为航空复杂管路系统卡箍支撑的设计提供技术参考。

EnMS在航空发动机试验能耗控制中的应用实践

作者： 王婧   孙伟   崔嘉文   汤旭   来源： 机械工业标准化与质量 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 应用实践   发动机试验  

描述： 某航空科研院所受产品设计研发特点影响,主要能耗以试验消耗为主,能耗量巨大,同时能源管理相对其他高耗能产业较为粗放,且尚未形成共识性的能源标杆。近年来,受国家“双碳”实施背景及能源管理制度和政策制约,加强能源管理是航空科研院所必须承担的社会责任和必然发展趋势。加之受国家高质量发展、军队战斗力提升等因素对武器装备需求的影响,

基于拓扑优化的航空发动机滑油箱支架设计

作者： 王雁   周才华   周演   徐胜利   王博   李玉韦   刘中华   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 灵敏度分析   滑油箱支架   相对位移   拓扑优化   局部刚度  

描述： 支架是航空发动机滑油箱组件中的重要部件,用于连接和固定滑油箱组件中的箍带。但现有支架设计会引起与之相连的箍带承受偏心拉力,导致结构应力水平偏高进而发生疲劳破坏。本文提出了一种考虑结构局部刚度的拓扑优化方法,能够在提升支架整体刚度的同时兼顾局部刚度,使支架的刚度分布更加合理,进而显著降低与之相连的箍带的应力水平。利用该优化方法优化后的支架结构质量与初始结构相同,最大形变量降低了17.7%,与之相连的箍带结构不再受偏心拉力,应力分布更为均匀,最大应力降低了30.84%,验证了考虑结构局部刚度的拓扑优化方法在支架结构设计中的有效性。

基于拓扑优化的航空发动机滑油箱支架设计

作者： 王雁   周才华   周演   徐胜利   王博   李玉韦   刘中华   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 灵敏度分析   滑油箱支架   相对位移   拓扑优化   局部刚度  

描述： 支架是航空发动机滑油箱组件中的重要部件,用于连接和固定滑油箱组件中的箍带。但现有支架设计会引起与之相连的箍带承受偏心拉力,导致结构应力水平偏高进而发生疲劳破坏。本文提出了一种考虑结构局部刚度的拓扑优化方法,能够在提升支架整体刚度的同时兼顾局部刚度,使支架的刚度分布更加合理,进而显著降低与之相连的箍带的应力水平。利用该优化方法优化后的支架结构质量与初始结构相同,最大形变量降低了17.7%,与之相连的箍带结构不再受偏心拉力,应力分布更为均匀,最大应力降低了30.84%,验证了考虑结构局部刚度的拓扑优化方法在支架结构设计中的有效性。