航空发动机低压转子系统的动力学相似设计方法

作者： 缪辉   臧朝平   来源： 航空动力学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 转子系统   相似关系   模型试验   模型修正   动力学相似   相似准则  

描述： 提出了航空发动机转子系统动力学相似设计方法,以便采用模型替代实际结构对其动力学特性进行研究。基于转子系统的动力学等效原则,通过动力学优化方法建立全尺寸原型的相似等效模型。综合采用方程分析和量纲分析推导转子系统的动力学相似准则,并根据转子设计参数的相似关系建立相似等效模型的缩比模型。基于模型修正方法对三维设计模型的相似误差进行修正,得到预测精度较高的动力学相似模型。以双转子发动机低压转子试验模型的动力学相似设计为例,通过有限元仿真对动力学相似设计方法的有效性进行了验证。结果表明:在设计转速范围内,通过该方法得到的动力学相似模型能够有效预测全尺寸原型的临界转速和不平衡响应,前三阶临界转速的相似误差分别为3.09%、1.75%和0.31%,对应振型的相关性均大于0.93。该方法具有较高的实用价值,可为发动机整机动力学相似设计提供参考。

缩比模型模拟飞机全自动着舰的相似关系研究

作者： 左宪帅   王立新   刘海良   王云   张钰   来源： 航空学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 相似关系   缩比模型   全自动着舰   数学仿真   相似系统原理  

描述： 由于直接采用全尺寸舰载机进行全自动着舰试验的风险较高，可以采用缩比模型模拟全尺寸飞机进行全自动着舰的试验方案。基于相似系统原理，研究了缩比模型模拟全尺寸飞机全自动着舰的相似关系，具体包括全自动着舰导引律、自动驾驶仪、进近动力补偿系统与甲板运动补偿系统的增益以及航母运动与机舰相对运动参数的相似比例关系。最后，以某型舰载预警机及其缩比模型为算例，完成了各自全自动着舰的数学仿真计算。仿真结果表明，全尺寸飞机全自动着舰数学仿真结果与缩比模型仿真结果满足运动相似关系，且各项参数的相似比例与推导结果一致，证明了本文的研究结论是正确的。

水平风洞中开展飞机尾旋特性研究的理论分析

作者： 郭林亮   祝明红   傅澔   杨洪森   钟诚文   来源： 航空学报 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 3自由度   尾旋特性   多体动力学   风洞试验   飞行仿真   动力学相似  

描述： 以某飞机尾旋特性为例,在水平风洞中利用具有3自由度的模型支撑装置开展飞机尾旋特性研究并进行理论分析;将基于3自由度装置的建模仿真结果与传统的6自由度飞行仿真、立式风洞尾旋试验结果进行对比,结果显示,三者具有较好的一致性;利用3自由度支撑装置开展飞机尾旋特性研究还可获得飞机尾旋进入和发展阶段的运动参数,可实现尾旋进入、发展及改出的全过程模拟。同时,研究了支撑装置曲杆惯量、机构摩擦和质心偏离等因素对飞机尾旋特性试验结果的影响,结果表明在曲杆及飞机模型设计时,需严格控制曲杆惯量和质心偏移,机构摩擦对试验结果的影响不大。

十一柱塞航空泵转子系统轴径比对功重比的影响

作者： 郭长虹   罗进   权凌霄   张青松   来源： 机械科学与技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 转子系统   航空柱塞泵   有限元分析   功重比  

描述： 为研究不同轴径比转子系统对航空泵功重比的影响，建立了十一柱塞航空液压泵缸体、传动轴、支撑轴承这3部分组成的转子系统。首先，建立了泵排量、流量和功率的计算模型，基于排量不变原则，设计了16组不同轴径比的航空柱塞泵转子系统，并对缸体强度进行理论校核；然后建立了转子系统的功重比计算模型；最后，通过对缸体强度有限元仿真计算和功重比理论计算，得到了重构建的不同轴径比缸体能够满足转子系统的强度要求和不同轴径比转子系统对功重比的影响规律。为后续航空液压泵的不平衡响应分析以及缸体结构优化设计提供了理论支撑。

十一柱塞航空泵转子系统轴径比对功重比的影响

作者： 郭长虹   罗进   权凌霄   张青松   来源： 机械科学与技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 转子系统   航空柱塞泵   有限元分析   功重比  

描述： 为研究不同轴径比转子系统对航空泵功重比的影响，建立了十一柱塞航空液压泵缸体、传动轴、支撑轴承这3部分组成的转子系统。首先，建立了泵排量、流量和功率的计算模型，基于排量不变原则，设计了16组不同轴径比的航空柱塞泵转子系统，并对缸体强度进行理论校核；然后建立了转子系统的功重比计算模型；最后，通过对缸体强度有限元仿真计算和功重比理论计算，得到了重构建的不同轴径比缸体能够满足转子系统的强度要求和不同轴径比转子系统对功重比的影响规律。为后续航空液压泵的不平衡响应分析以及缸体结构优化设计提供了理论支撑。

支承间距对十一柱塞航空液压泵转子系统临界转速的影响分析

作者： 郭长虹   王嘉维   白如霞   权凌霄   来源： 液压与气动 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 转子系统   传递矩阵法   高速航空泵   临界转速   轴向支承位置  

描述： 以十一柱塞高速轴向航空柱塞泵为研究对象,建立航空泵转子系统集中质量模型,采用传递矩阵法分析其临界转速;通过修正轴向支承位置等参数,研究其对系统临界转速的影响;最后,通过转子试验台完成对转子系统临界转速验证实验。针对实验模型,按照提出的方法进行建模,并采用传递矩阵法分析实验转子系统临界转速验证所用方法的正确性。

支承间距对十一柱塞航空液压泵转子系统临界转速的影响分析

作者： 郭长虹   王嘉维   白如霞   权凌霄   来源： 液压与气动 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 转子系统   传递矩阵法   高速航空泵   临界转速   轴向支承位置  

描述： 以十一柱塞高速轴向航空柱塞泵为研究对象,建立航空泵转子系统集中质量模型,采用传递矩阵法分析其临界转速;通过修正轴向支承位置等参数,研究其对系统临界转速的影响;最后,通过转子试验台完成对转子系统临界转速验证实验。针对实验模型,按照提出的方法进行建模,并采用传递矩阵法分析实验转子系统临界转速验证所用方法的正确性。

航空发动机转子结构布局优化设计方法

作者： 李超   金福艺   张卫浩   来源： 北京航空航天大学学报 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 转子系统   构型设计   航空发动机   结构效率   结构布局  

描述： 结构是航空发动机功能、性能及可靠性设计水平的综合体现,一切技术要求、性能指标、强度指标或者结构的安全性和可靠性都应建立在合理的结构布局设计上。提出了航空发动机转子结构布局并对其进行优化设计的观点,同时以典型高推重比涡扇发动机高压转子的结构构型为例,基于试验设计(DOE)的响应面法,应用有限元计算并通过多目标遗传优化算法,分别从抗变形能力、力学环境适应能力以及转子结构效率综合进行相关优化计算,论证了合理的结构布局形式可以大幅度提升转子的力学特性。研究方法对于航空发动机转子系统的初始结构布局设计具有指导意义,可以显著减少结构设计的迭代次数,缩短设计周期。

VNCMD结合Birge-Massart阈值降噪的航空发动机转子故障诊断

作者： 梁春辉   刘晓波   来源： 机械设计与制造 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 转子系统   变分非线性调频模态分解   故障诊断   Birge   Massart阈值降噪  

描述： 针对传统算法难以准确提取强背景噪声下航空发动机转子系统微弱故障特征的问题，提出了变分非线性调频模态分解（VNCMD）结合Birge-Massart阈值降噪的航空发动机转子故障诊断方法。首先利用VNCMD对转子故障信号进行分解，根据峭度值及相关系数准则筛选有效信号分量，然后采用Birge-Massart阈值降噪方法对该信号分量进行降噪处理，最后对降噪后的信号进行包络解调，提取出转子故障特征信息。并通过对比经验模态分解（EMD）结合Birge-Massart阈值降噪的方法的实验结果，结果表明：该方法能够有效提升转子系统故障信息提取能力，实现转子系统故障更有效的诊断。

2A12航空铝合金多轴疲劳试验及应力准则寿命预测模型研究

作者： 陈亚军   刘波   刘辰辰   周剑   来源： 中国机械工程 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 多轴疲劳   2A12铝合金   应力准则   寿命预测   模型修正  

描述： 针对多轴疲劳失效问题,选取2A12航空铝合金进行应力幅比变量、相位差变量和平均应力变量的多轴疲劳试验。对常用的3种多轴疲劳应力准则寿命预测模型(即Lee准则、Carpinteri准则和Sines准则)进行讨论,并通过引入应力幅比参量和相位差参量,提出基于Carpinteri准则的修正模型。将不同条件下2A12航空铝合金的试验寿命与不同应力准则下模型的预测寿命进行比较,结果表明:Lee准则对上述多轴疲劳试验的预测结果过于危险;Carpinteri准则和Sines准则由于未考虑拉-扭应力幅比和相位差因素,预测寿命与实际寿命相比均出现了较大偏差;修正后的应力准则寿命预测模型在不同条件下90%的寿命预测数据在两倍误差带内。