航空金属材料热加工仿真研究现状

作者： 孙小琪     王大宏     杨超     徐以宁   来源： 金属加工(热加工) 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 热加工   航空金属材料   数值模拟  

描述： 目前，双碳目标日益成为我国经济高质量发展的绿色引擎，而热加工作为改善金属材料使用性能的重要基础工艺，存在着影响因素众多、研发周期长的问题。因此，开展模拟工艺参数优化设定、多场耦合实体仿真以及精细化控制工艺，进行材料组织-变形-性能协同调控方法的研究是十分必要的。介绍了近年来国内外热加工数值模拟方法，并对典型航空金属材料热加工数值模拟研究进展进行了介绍，最后对未来发展方向进行了展望。

横滚姿态下飞机客舱火灾数值模拟研究

作者： 程明     乔嘉鑫   来源： 中国安全生产科学技术 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 客机   客舱   数值模拟   火灾  

描述： 为研究飞机不同横滚角度下客舱火灾发展规律，利用PyroSim搭建国产单通道客机客舱火灾模型，通过分析客舱烟气层高度、温度、CO体积分数变化，得到客舱及翼上出口处的可用疏散时间(ASET)。研究结果表明：影响客舱内部ASET的首要因素是温度，而影响翼上出口处ASET的则是CO;飞机横滚会导致客舱火灾高温区域由同侧壁向客舱前后两端蔓延，导致温度纵向影响跨度增大，但高温区域面积减小；横滚姿态下飞机翼上出口处温度上升时间延后，且最高温度降低；横滚角度增大会使翼上出口处ASET增加，但对前后舱门处影响不明显。研究结果可为航空器横滚姿态下的火灾疏散提供一定参考。

航空复材电磁感应焊接过程及焊接强度

作者： 苏洲     黄晓明     陈中傲     游文涛     于立国     董正宝   来源： 焊接 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 焊接强度   感应焊接   单搭接试验   数值模拟  

描述： 内聚破坏共同作用产生；CFRP层合板的焊接强度与层合板搭接长度没有明显的相关性；PEEK胶粘层断裂类型为张开型与滑移型混合破坏，PEEK胶粘层厚取值为1 mm时，抗剪强度计算结果为5.97 MPa。

螺旋桨旋转方向对飞机俯仰力矩特性的影响

作者： 赵帅   段卓毅   李杰   钱瑞战   许瑞飞   来源： 航空学报 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 涡桨飞机   俯仰力矩特性   螺旋桨旋转方向   数值模拟   低平尾  

描述： 为了找到一种改善低平尾涡桨飞机中小迎角下纵向静稳定度的方法，采用数值模拟手段研究了螺旋桨旋转方向对飞机俯仰力矩特性的影响。基于动态面搭接网格技术和非定常雷诺平均Navier-Stokes(URANS)方程，首先对某T尾双发涡桨飞机进行了计算，验证了方法的精度和可靠性，然后对同向旋转(CO)、对转-内侧上洗(CNIU)和对转-外侧上洗(CNOU)三种低平尾涡桨飞机构型开展了数值模拟，分析了各构型的俯仰力矩变化特点及流场细节。研究结果表明：对于常见的CO构型，在小迎角下由于平尾整体效率降低,飞机的俯仰力矩曲线斜率较无动力构型大幅度下降；在小迎角下，CO构型左侧平尾的效率几乎丧失，但右侧平尾却具有良好的效率；CO构型左右两侧平尾的效率呈现巨大差异的主要原因在于两侧平尾当地的下洗梯度不同；三个构型中，CNOU构型的俯仰力矩特性最差，CNIU构型在整个中小迎角范围内都能保持良好的俯仰力矩特性。

大型飞机库内航空煤油泄漏蒸发扩散特征研究

作者： 王文和   肖丰   万琳   王学辉   蒋新生   来源： 中国安全科学学报 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 蒸气扩散   航空煤油   大型飞机库   蒸发   数值模拟  

描述： 为有效预防大型飞机库内因航空煤油泄漏扩散导致的重大安全事故,基于国内典型大型飞机库空间结构,构建大型飞机库内航空煤油泄漏扩散过程的三维计算流体动力学(CFD)模型,采用组分输运模型和Standard k-ε的数值模拟方法,研究大型飞机库内航空煤油的泄漏扩散过程。结果表明:航空煤油蒸气在机库内蔓延扩散大致分为4个阶段:初始稀释、障碍累积、重力沉降和被动扩散阶段;机库内航空煤油蒸气的蔓延十分迅速,机库口蒸气体积分数在扩散200 s后超过爆炸下限;航空煤油蒸气主要分布于机库中下部位置,尤其是机库高度为4 m以下的空间遇火源极有可能发生燃爆现象。

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。

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。

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。