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关键词
- 考虑沙尘颗粒冲蚀损伤的航空叶片寿命预估
- 作者： 游文俊 梅威威 王计真 杨强 詹志新 胡伟平 来源： 航空科学技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 发动机叶片 疲劳损伤 冲蚀损伤 寿命预估 数值模拟
- 描述： 在沙漠环境下，当航空发动机叶片和直升机桨叶在高速运行时，会吸入沙尘微粒使其撞击在发动机叶片或其他部位，造成冲蚀损伤。在循环载荷的作用下，冲蚀坑处往往形成疲劳源，会对材料的疲劳特性造成很大影响。本文基于连续损伤力学理论，建立了考虑沙尘颗粒冲蚀损伤钛合金叶片的疲劳寿命预测方法。首先，基于有限元显式计算，模拟沙尘颗粒冲击钛合金叶片，分析了冲蚀坑、残余应力、残余应变以及初始塑性损伤；其次，推导了疲劳损伤模型，以及相应的损伤力学数值算法；再次，编写VUMAT子程序，采用数值解法，对含冲蚀损伤的钛合金叶片进行寿命预估，最后，深入分析了不同冲蚀情况下，钛合金叶片的疲劳损伤及疲劳寿命。计算结果表明，冲击速度越大，轴向残余应力越大，材料的损伤速率越快；冲击角度越大，冲击凹坑深度越浅，叶片的疲劳寿命越高。该研究为发动机叶片在沙尘颗粒冲蚀影响下的疲劳损伤评定提供一种可行方法。
- 高空来流条件下航空发动机双旋流燃烧室点火特性数值模拟
- 作者： 周瑜 黄渊 陈伟强 赵国柱 来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机 极端条件 燃烧室 点火 数值模拟
- 描述： 为深入了解真实航空发动机燃烧室极端条件下点火性能，在自有CFD平台上对不同高空来流条件下典型航空发动机双旋流燃烧室点火过程进行了数值模拟。为保证模拟精度，对模型包括全部气膜冷却小孔在内的所有精细结构均进行了完全仿真，并完整再现了燃烧室内从燃油雾化到点火燃烧全过程。结果表明3种高空来流条件下单次点火均失败。点火过程显示高温燃气越过旋流杯中心向上回流区扩张是点火的关键时空区域，在此时补充点火可推动火焰顺利传播到整个主燃区。对8km和6km两种状态分别增加点火次数到3次和5次后最终点火成功，结果表明前者着火极限油气比约为0.057，后者为0.038～0.042。
- 航空发动机机匣肋条补焊变形数值模拟分析
- 作者： 周小文 杨光 张晟玮 李达 陶然 文鹏程 来源： 焊接技术 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 焊接变形 TC4钛合金 机匣肋条 数值模拟 TIG焊
- 描述： 采用Sysweld软件对TC4钛合金航空发动机机匣肋条TIG补焊过程进行了数值模拟。结果表明：TIG补焊肋条缺口时，焊后残余应力分布在焊缝及周围区域，呈环状分布，其峰值为592 MPa,远低于TC4的屈服强度。由于机匣具有特殊性(17块支板),其焊接呈不对称性，且TIG焊热作用时间长，因此补焊温度梯度大，应力变化快，焊缝冷却收缩导致机匣支板产生拉应力，冷却后机匣外圈的轴向变形呈锯齿状，使机匣内圈向下塌陷0.7 mm,根据模拟结果调整补焊工艺及装夹方式，满足了装配精度要求。
- 航空燃油泵入口回流抑制方法研究
- 作者： 胡红林 凡佳飞 崔宗泰 来源： 航空科学技术 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 性能曲线 马鞍形 单调下降 回流 数值模拟
- 描述： 航空燃油泵性能曲线即增压值随流量增大逐渐降低称为单调下降，随着横梁自密封航空燃油泵的广泛应用，在其小流量工况下流量—增压值性能曲线会出现马鞍形现象，这样会给产品带来运行不稳定及系统不可靠等问题。通过数值模拟分析发现，小流量时入口会出现旋涡导致燃油回流，从而影响泵的单调下降特性。本文提出了一种抑制小流量时入口回流的方法，即增加入口导流板。数值模拟及试验结果表明，小流量时入口回流明显改善，从而减小入口水力损失，保证了燃油泵性能曲线单调下降的特性。研究结果可为其他航空燃油泵性能曲线单调下降的优化设计提供参考。
- 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。