基于航空技术的轴流风机CFD智能仿真优化

作者： 麻肖妃   潘旭光   孙瑜珮   张欣莉   陈转   李航   来源： 成都航空职业技术学院学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 流量   CFD仿真   压力   轴流风机   优化设计  

描述： 利用航空技术对空调用轴流风机进行CFD仿真，建立了可灵活快速变形的轴流风机参数化模型，通过研究不同转速、风量、压力等工况条件下不同风机设计参数对轴流风机性能的影响，形成了一套适用于实际生产设计场景中的轴流风机智能优化平台，并对某型号风机在22000m~3/h流量的工况下的性能进行优化设计。优化后模型效率提升明显，其静压效率由35.3%提高至40.8%，全压效率由59.6%提高至65.7%。

航空电子设备安装支架的刚度与频率优化设计

作者： 刘嘉   陈小丽   罗文东   吴江   来源： 航空工程进展 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 静强度   刚度   安装支架   模态分析   优化设计  

描述： 航空电子设备用于飞行中的数据采集，通常使用安装支架固定于机头雷达罩，研究安装支架的刚度和一阶频率性能，避免设备支架在飞行过程中出现塑性变形和共振现象，对提高飞行稳定性具有重要的工程意义。在惯性载荷下对安装支架进行静强度和模态分析，采用一种灵敏度分析方法确定安装支架的设计变量，以结构总重量最小为优化目标，在保证安装支架的刚度和一阶模态性能的前提下对支架各个构件的厚度进行优化设计，并对优化后的安装架结构进行振动试验，对有限元模态分析方法进行验证。结果表明：优化后的安装支架结构刚度基本保持不变，一阶频率提高了18.09%，重量减少了19.33%，改进设计满足设备安装要求。

小型航空Wankel发动机转子结构优化仿真

作者： 何光宇   杨正浩   耿琪   来源： 空军工程大学学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 转子发动机   有限元分析   结构强度   三角转子  

描述： 三角转子是小型航空Wankel转子发动机的核心部件,其高速旋转过程中承受着温度、惯性力和燃气爆发压力等复杂载荷耦合作用,更加容易因强度不足发生失效与破坏。针对多重载荷耦合工况下,三角转子应力集中与强度问题,建立发动机热力学模型,获得发动机单循环内燃烧室缸温、缸压以及换热系数变化曲线,计算转子各处热边界条件,分别在机械应力、热应力与热-机械耦合条件下,采用有限元的方法对三角转子进行温度场、应力场与变形量仿真分析,并提出转子腰部圆孔边缘处加工圆角和冷却孔处布置散热片优化方法。仿真结果表明:优化后三角转子最大应力由原来的687.0 MPa下降为403.9 MPa,约为原来的58.79%;转子腰部圆孔边缘应力由577.5MPa下降为306.1MPa,降低为原来的53.02%;冷却孔处应力值也由212.6MPa降至113.2MPa,约为原来的53.25%。布置散热片后,转子平均温度下降20K以上,转子腰部圆孔边缘与冷却孔温度下降40K左右,密封槽尖端变形量由0.21mm降至0.15mm,减小27.7%。转子应力场得到改善,变形量减小。

航空拉杆组件的结构特点及强度计算分析

作者： 洪艳平   来源： 新技术新工艺 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 理论计算   有限元分析   试验   航空拉杆组件  

描述： 航空拉杆组件广泛应用于飞机舱门操纵系统和机身机翼结构支承等关键部位,属定制化产品,具有高承载、耐疲劳以及轻量化等特点。针对国内航空拉杆组件普遍存在的产品正向设计理论研究不系统、不全面,生产设备相对落后,加工工艺不成熟,设计制造的航空拉杆组件强度及疲劳性能满足不了新型飞机的设计使用要求等问题,通过开展航空拉杆组件的产品结构特点剖析,研究产品设计以及抗拉强度、抗压强度理论计算机理;选取典型规格产品进行极限拉伸载荷和极限压缩载荷理论计算,结合仿真分析方法对理论计算结果进行校核;并通过产品的实际试验论证强度计算方法的合理性和准确性。经仿真分析及试验验证结果表明,航空拉杆组件的理论计算原理合理可行,可作为航空拉杆组件设计及强度校核的依据。

航空发动机主轴承高温时力学性能有限元分析

作者： 屈彩虹   唐伟峰   张智   来源： 机械工程师 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 力学性能   航空发动机   有限元分析   球轴承  

描述： 航空发动机主轴承的性能直接影响发动机的性能、寿命与可靠性，其工作环境为高温、高速的恶劣复杂环境，轴承各部件之间的相互耦合作用，对其各部件的力学性能都有较大影响。文中分析了在常温下及在力与不同高温作用下轴承及各部件的力学性能，并对不同温度下轴承外圈、内圈及钢珠的应力进行了比较，找到了最大应力值与温度对其性能的影响，并对不同温度下轴承内圈的最大应力进行了比较，为主轴承以后的磨损与寿命分析提供一定的理论依据。

航空用高速连接器的信号反射抑制与优化设计

作者： 骆燕燕   杨硕   潘晓松   赵绪怀   张莉   来源： 航空学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： HFSS仿真   信号反射   高速连接器   信号完整性   优化设计   信号传输   航空通信  

描述： 优化高速连接器的电气/机械结构，抑制信号在其内部传输时的反射现象，对提升高速连接器的传输性能及高速互联系统的稳定性至关重要。分析了高速连接器信号反射问题的根本来源及影响因素，结合优化量的仿真结果，提出了一种在工程中改善高速连接器信号反射问题的优化设计方法。首先，推导出信号反射问题在频域和时域的表征参数。其次，利用HFSS仿真分析各优化量的参数变化对信号反射现象的影响规律。最后，根据仿真结果，以最优化信号反射的表征参数为目标，确定高速连接器的系统优化方案，并通过测试实验来验证其有效性。设计结果表明：接触件插针在线径变化处的线径差异增大时，信号反射加剧；增大端接线缆线径，选用介电常数更小的插座端绝缘体材料，则能够有效抑制信号反射。优化结果表明：采用所提出的优化设计方法后，高速连接器差分阻抗的最大值减小到110Ω以下，最小值增大2.72%以上，波动范围减小31.7%～41.8%；回波损耗在不同频率范围内的最大值均有所减小，整体数值改善约9.8%～12.3%，信号反射问题得到显著改善。

航空齿轮激光冲击强化残余应力场仿真计算研究

作者： 韩正旭   唐进元   邵文   何玉辉   来源： 航空制造技术 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 关联规律   有限元分析   激光冲击强化   航空齿轮齿根   残余应力  

描述： 对高强度航空齿轮齿根激光冲击强化数值仿真计算进行研究，提出激光冲击压力的数值计算方法，建立考虑激光入射角度的航空齿轮单齿的激光冲击强化有限元模型。仿真计算齿根处表层齿宽方向残余应力平均值为–603.97 MPa，与试验测得的齿轮齿根处表层齿宽方向残余应力数据平均值相差0.15%。通过仿真试验，揭示了齿轮齿根区域残余应力分布与激光脉冲能量、搭接率以及光斑半径之间的关联规律。结果表明，同深度层、齿宽方向残余压应力平均值大于齿廓方向残余压应力平均值。提高激光脉冲能量或搭接率均可提高表层残余压应力平均值，但提高激光光斑半径会降低表层残余压应力平均值；提高激光搭接率可以有效降低表层残余应力分布中的应力起伏现象，但过高的搭接率会大幅降低强化工艺效率，实际搭接率不应超过0.8。

航空花键接触刚度仿真与试验

作者： 李英杰   赵广   袁运博   侯志强   郭梅   张大义   来源： 航空动力学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 有限元分析   刚度测试   接触刚度   航空花键   缩尺模型  

描述： 针对航空花键接触刚度数量级高导致的直接试验测量难度高、误差大的现状，以某型号航空发动机花键连接结构为研究对象，经过合理的简化与缩尺设计，建立相应的花键结构模型。仿真得到花键接触刚度及其随传递扭矩、横向力的变化规律，并搭建与仿真模型一致的试验台进行刚度测试。结果表明：当横向力不变时，花键的接触刚度随传递扭矩的增大而非线性增大，并逐渐趋于稳定；当花键处于相同的扭矩和横向力作用时，处于加载和卸载过程中的花键接触刚度值不同，并出现迟滞现象；试验测得在所有扭矩下的花键平均刚度值为20.48 MN/m，仿真结果与试验结果的平均误差为8.54%，试验与仿真结果取得了较好的一致性。该研究为航空花键接触刚度的研究提供了参考。

某航空密封件波形弹簧力学性能分析

作者： 袁红彬   陈康文   田井文   来源： 科技创新与应用 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 极差分析   高温合金   有限元分析   刚度   波形弹簧  

描述： 该项目通过ABAQUS软件仿真平台搭建0Cr17Ni7Al波形弹簧弹力试验模型，分析材料厚度、径向宽度以及自由高度等对于波形弹簧弹力影响并揭示其规律。结果表明，波数为3的波形弹簧弹力值随着材料厚度、径向宽度以及自由高度增大而呈现出指数增长趋势，其Mises应力同样表现出增大趋势。通过极差分析后发现波形弹簧刚度以及最大等效应力对结构参数的敏感程度不一，最大等效应力对自由高度变化最为敏感，其次为波厚，自由高度变化则对刚度影响较小。而刚度对材料宽度变化最为敏感，其次为材料厚度，自由高度变化则影响较小。

新型航空单边扩口导管接头的弯曲实验及仿真研究

作者： 杨武飞   陈文超   陈迪   王勇超   黄庆弈   唐菁隆   王成雨   杨杰   来源： 现代制造技术与装备 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 弯曲试验   接触应力   有限元分析   航空导管   密封性  

描述： 航空管路连接系统主要使用扩口导管连接和无扩口导管连接两种管路连接方式，其中扩口导管结构件多且重量大，无扩口导管结构件少但不易于装卸。结合两者的优点，提出了一种一边为扩口一边为无扩口的单边扩口导管接头。弯曲试验作为航空八大试验之一，对新型构件的密封性能评价具有重要意义。对新型管接头进行弯曲试验，采用仿真方法分别对扩口端和无扩口端进行建模分析，针对弯曲试验获得了弯曲工况下的接触应力和应变。仿真结果与试验结果相符且满足弯曲试验要求，验证了该新型扩口式管接头的弯曲试验可靠性，并且能够在降低连接件数量和减轻重量的情况下保证密封性能。