航空发动机机匣缩比件双电子束焊温度场及变形研究

作者： 杨霄   李湉   乔雷   张世贵   张晟玮   李达   袁力军   来源： 电焊机 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 焊接变形   TC4钛合金   中介机匣   数值模拟   电子束焊  

描述： 中介机匣在焊接过程中极易发生变形，从而影响零件质量及装配过程。为减少焊接变形，通常采用电子束焊进行连接，但常规的单电子束焊依然无法解决变形量大的问题。基于SYSWELD软件，采用单电子束相隔180°焊接、双电子束相隔180°焊接、双电子束相隔90°焊接三种焊接顺序，并进行相应的温度场、应力场和焊接变形的模拟分析，分析三种焊接顺序对薄壁复杂结构焊接变形的影响。结果表明，单电子束焊接的不均匀温度场导致了较大的焊接变形；双电子束焊接的焊接温度场比单电子束焊接更有对称性，而且焊接变形更小。相隔180°与相隔90°相比，温度场分布与焊接变形更为均匀，因此，双电子束对称焊更适合焊接易变形的薄壁结构，研究结果为国内企业进行装备升级及双电子束焊研究提供了理论依据。

航空薄壁件压铆质量控制研究

作者： 郝博   王明阳   王建新   来源： 组合机床与自动化加工技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 理论计算   数字孪生   压铆质量控制   薄壁件   数值模拟  

描述： 针对航空薄壁件压铆质量差、误差累积等问题，提出航空薄壁件压铆质量控制模式。基于工程计算法建立压铆力-压铆质量理论模型，并用ABAQUS软件和伺服压铆机分别对直径4 mm的平锥头铆钉进行数值模拟和压铆实验，结果表明镦头尺寸理论值与模拟值和实验值相对误差均小于5%。构建物理车间、虚拟车间、数据服务平台协同作业的工作模式，在压铆力数据实时采集的基础上，利用压铆力-压铆质量理论模型、质量离差算法实现压铆力实时监测，进而控制压铆质量。最后，以某型号机翼的蒙皮和长桁压铆连接为例进行实例验证，验证了该控制模式的有效性，可为薄壁件压铆质量控制提供新技术途径。

航空发动机叶片裂纹扩展规律数值模拟研究

作者： 杨硕   刘杭   霍延利   赵明   薛强   来源： 兵器装备工程学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 振动激励   裂纹扩展   航空发动机   叶片   数值模拟  

描述： 基于有限元分析软件ABAQUS联合裂纹分析软件Franc3D,开展了叶片裂纹扩展影响研究。建立压气机叶片有限元模型和裂纹扩展模型，发现叶片在振动载荷下的应力分布规律和不同裂纹位置、不同前缘形状、不同初始角度的叶片裂纹扩展规律。叶片背部裂纹扩展速率快于叶片前缘和后缘；初始裂纹前缘形状对叶片表面裂纹方向的扩展基本无影响，但对裂纹深度方向扩展存在明显影响；叶片初始裂纹方向与缘板面夹角越小，则裂纹扩展速率越快，且其他方向裂纹随着扩展会逐渐向缘板面方向偏转。

含气率对离心式航空燃油泵叶片压力脉动的影响

作者： 徐子轩   李正贵   王维军   王绮帆   徐洋   来源： 排灌机械工程学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 气液两相   燃油泵   数值模拟   长短叶片   压力脉动  

描述： 为研究含气率对某分流叶片式航空燃油泵叶片的压力脉动规律，基于RNG k-ε湍流模型和Euler-Euler非均相模型，应用ANSYS CFX软件对航空燃油泵在不同含气率条件下进行数值计算，分析燃油泵的气相分布和叶片压力脉动规律.研究结果表明：气相主要分布在叶片的压力面，吸力面分布较少；随着含气率的增大，气相逐渐向长短叶片吸力面发展，并扩散至叶轮流道；在长叶片前段相对位置0～0.5处，气相体积占比随含气率的增大而增大，在长叶片压力面后段(相对位置0.5～1.0处)和短叶片压力面上气相占比几乎为100%,产生气液分离，在长叶片吸力面后端和短叶片吸力面上，气相占比较少，几乎为0;通入气相会使监测点压力脉动幅值变大，但含气率继续增大会降低燃油泵叶片压力脉动幅值；长叶片的中段和短叶片前段的主导频率受含气率的影响会发生改变，由于分流式叶片的设计结构，含气率对叶片压力脉动影响主要体现在流动最为复杂的长短叶片的交界面处即短叶片的进口位置；分流叶片在改善流动的同时，也会影响相应位置的压力脉动.研究结果可为分流叶片式燃油泵设计提供一定技术参考.

航空二冲程活塞发动机分层扫气优化

作者： 黄云龙   杨广文   李洲   来源： 航空发动机 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 短路损失   航空二冲程活塞发动机   扫气效率   分层扫气   数值模拟  

描述： 需的边界条件通过发动机整体性能1维仿真获得，采用该模型研究了分层扫气发动机扫气机理，对不同容积扫气道进行了仿真，并对二冲程扫气过程的过量充气系数、扫气效率等参数进行对比。在仿真优化研究的基础上加工优化后

航空并联混合动力涡扇发动机热力循环与工作特性研究

作者： 刘光璧   王步宇   王向阳   佘云峰   邢耀仁   帅石金   来源： 推进技术 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 热力循环   数值模拟   涡扇发动机   并联混合动力系统   稳态特性  

描述： 为确定并联混合动力涡扇发动机的能量利用效率，并对不同电功率输入下发动机工作特性与性能参数的变化规律进行研究，本文从理论上对发动机有效循环功的来源进行划分，并由此分别定义并联混合动力涡扇发动机的电能利用率和燃油利用率；使用航空发动机性能仿真软件PROOSIS搭建基于CFM56-7B26发动机的并联混合动力涡扇发动机零维模型，模拟不同电功率输入条件下的发动机稳态性能。研究结果表明：并联混合动力涡扇发动机内涵道的循环类型仍然是基于布雷顿循环的实际循环，输入的电功率对发动机外涵道推力的贡献占比远高于其对内涵道推力的贡献；电能利用率始终明显高于燃油利用率，这也是并联混合动力涡扇发动机实现节能的主要原因；当输入的电功率增加时，发动机的涵道比增加，涡轮前温度与总压比降低，各部件的稳态工作点将发生移动，可能造成部件效率的下降。由于电功率的输入以及电能的高利用效率，并联混合动力涡扇发动机的油耗和能耗均低于常规涡扇发动机。

考虑流固耦合效应的航空发动机风扇叶片应力数值模拟与试验测量研究

作者： 张帅   张强波   董江   文敏   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   风扇转子   试验测量   叶片应力   流固耦合   数值模拟  

描述： 航空发动机风扇转子在高压比、高转速、高负荷的级环境中工作时,存在叶片固体域与流体域之间强烈的耦合作用。针对风扇工作中的流固耦合问题,采用基于流固耦合的数值模拟方法对风扇叶片的结构特性进行模拟,研究考虑流固耦合效应前后叶片结构特性的变化。通过风扇转子加减速试验测量叶片表面测点应力变化,并将数值模拟与试验测量结果进行了对比分析。分析结果表明:考虑流固耦合效应后叶片表面的受力情况变化较大,导致叶片表面的应力与变形分布产生较大的变化;仅考虑离心力作用的计算方法得到的应力值与试验测量值误差最大达到50%,而考虑流固耦合效应的计算值误差在10%左右;考虑叶片流固耦合效应得到的应力分布更满足实际工程应力与强度分析要求。

某型航空发动机火焰筒整流罩TIG焊数值模拟研究

作者： 雷凯   田孟良   段磊钊   涂泉   敖斌   夏昌龙   彭振肖   来源： 热加工工艺 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 变形   火焰筒整流罩   焊接方向   焊接顺序   数值模拟   残余应力  

描述： 针对某型航空发动机火焰筒整流罩与8个支座的TIG焊问题，基于热-弹-塑性有限元方法，考虑了材料的非线性特点，进行了数值模拟。首先通过搭接接头焊接实验，验证了数值模拟方法的准确性，然后通过模拟获取了不同焊接方案下火焰筒整流罩的变形与残余应力分布情况。结果表明，采用间隔焊或对称焊的方法可轻微降低零件的最大变形量，当支座的两条焊缝均从顶部至下部焊接时，零件出现了严重的变形。改变焊接顺序及方向对残余应力的大小及分布均没有明显影响，支座焊缝区域沿整流罩轴向的残余应力表现为拉应力，支座两条焊缝中后焊焊缝的残余应力值要大于先焊焊缝的。综合考虑零件的变形及残余应力的大小及分布情况，建议采用间隔焊及焊接方向从下部至顶部焊接。

剪切载荷下航空发动机螺栓松动行为及其临界值的数值模拟研究

作者： 王开平   闫明   孙自强   苏东海   刘海超   惠安民   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 临界值   螺栓连接结构   影响因素   松动行为   剪切载荷   数值模拟  

描述： 一初始预紧力临界值,当初始预紧力小于此临界值时,松动开始于旋转松动期,反之经历整个松动期;存在两个剪切载荷幅值临界值,当大于第1临界值时,螺栓松动会发生反之不会发生,当大于第2临界值时,松动过程经历

考虑流固耦合效应的航空发动机风扇叶片应力数值模拟与试验测量研究

作者： 张帅   张强波   董江   文敏   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   风扇转子   试验测量   叶片应力   流固耦合   数值模拟  

描述： 航空发动机风扇转子在高压比、高转速、高负荷的级环境中工作时,存在叶片固体域与流体域之间强烈的耦合作用。针对风扇工作中的流固耦合问题,采用基于流固耦合的数值模拟方法对风扇叶片的结构特性进行模拟,研究考虑流固耦合效应前后叶片结构特性的变化。通过风扇转子加减速试验测量叶片表面测点应力变化,并将数值模拟与试验测量结果进行了对比分析。分析结果表明:考虑流固耦合效应后叶片表面的受力情况变化较大,导致叶片表面的应力与变形分布产生较大的变化;仅考虑离心力作用的计算方法得到的应力值与试验测量值误差最大达到50%,而考虑流固耦合效应的计算值误差在10%左右;考虑叶片流固耦合效应得到的应力分布更满足实际工程应力与强度分析要求。