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。

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

二冲程点燃式航空煤油发动机燃油消耗率及氮氧化物排放特性分析

作者： 刘国满   盛敬   贝太学   刘锐   来源： 机械设计与制造 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 燃油消耗率   航空煤油发动机   POWER   氮氧化物生成量   数值模拟   GT  

描述： 针对某二冲程火花点火式活塞发动机燃烧航空煤油时燃油消耗率及氮氧化物排放特性的研究，采用GT-Power软件进行了数值模拟分析。首先建立了该发动机的整机模型，并利用发动机转速为6000r/min时的全负荷工况的缸内压力的数值模拟结果以及在3500r/min到6500r/min转速范围内的扭矩及功率等数值模拟结果分别跟试验数据进行对比分析，验证了GT-Power数值模拟计算模型的正确性。然后采用该模型对该发动机工作过程中的压缩比、空燃比、点火提前角、进气压力、进气温度等参数的变化对燃油消耗率以及氮氧化物生成量的影响进行了模拟计算。结果表明：在6000r/min工况下，压缩比增大使燃油消耗率降低，进气压力和进气温度增大均使得燃油消耗率升高，空燃比和点火提前角增大均使燃油消耗率呈现出先减小后增大的特点，燃油消耗率在空燃比为15.5和点火提前角为25°CA时出现了极值点；压缩比、进气压力、进气温度和点火提前角增大均使氮氧化物生成量增多，空燃比增大使得氮氧化物生成量出现了先增多后减少的现象，在空燃比为15.5时氮氧化物生成量达到峰值。

钛合金航空涡旋盘等温成型过程的数值模拟

作者： 胡浩   来源： 内江科技 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 等效应变   成型过程   等效应力   涡轮盘   模具结构   钛合金   数值模拟   飞边槽   等温锻造  

描述： 航空涡轮盘是航空的重要枢纽,工作环境较差恶劣,对锻件有很高要求,大致需经过冲孔、环轧和热模锻一系列过程,但实际上会有粗晶、混晶组织不均,组织如果不均会引发力学方面的性质大的起伏。本文对建立钛合金航空方面涡轮盘等温锻造有限元模型,运用Deform-3D软件对它的成形过程进行有限次元的模拟,对模拟产生数据来分析,改善了模具结构,研究了不同的工艺参数下锻件的成形质量和模具压力,结果显示温度较高、摩擦系数较小、锻压速度较小时,模具压力小且金属容易充满模膛。最后优化得到了最优化艺方案,即温度为95℃,提高了航空涡轮盘的生产效率与材料利用率,缩短了制造流程。