某型航空发动机环形燃烧室火焰筒振动模态与声学模态分析

作者： 张冬梅   来源： 沈阳航空工业学院；沈阳航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 燃烧室火焰筒　　薄壁柱壳结构　　振动模态　　声学模态　　有限元方法  

描述： 航空发动机燃烧室是在高温、高强噪声的环境中工作,容易造成声疲劳和热疲劳破坏,严重影响到整个燃烧室的寿命,乃至整台发动机的整体寿命。燃烧不稳定不仅影响航空发动机的工作稳定性,而且还是造成燃烧室火焰筒薄壁结构声振耦合疲劳破坏的重要原因。燃烧不稳定的非稳态运动与燃烧室火焰筒的固有声学振型密切相关。因此,为了提高燃烧室火焰筒的疲劳寿命,对其本身振动特性和声学特性的研究显得尤为重要。本文应用有限元方法,对某型航空发动机环形燃烧室火焰筒的振动模态和声学模态进行了研究,获得了相应的固有频率和振型,并完成了声学测量实验验证。本文从薄壁柱壳结构的振动微分方程出发,结合薄壳结构特点,给出了薄壳结构的自由振动方程,以及在随机载荷作用下的受迫振动微分方程。同时给出了空间声学波动方程,声学有限元控制方程、声场-结构耦合控制方程;应用ANSYS有限元软件,对环形燃烧室火焰筒模型进行了振动模态计算,分析了火焰筒壁面开孔和忽略壁面开孔对其振动特性的影响,以及温度场对其振动特性的影响;对环形燃烧室火焰筒建立声学模型,并完成了声学模态计算。分析了常温下和高温下燃烧室火焰筒的声学特性,以及燃烧室出口端开口和出口端封闭情况下的声学特性;根...

基于声波传感器的航空发动机燃烧室出口温度分布测量研究

作者： 王交峰   来源： 沈阳航空工业学院；沈阳航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 航空发动机　　燃烧室出口　　声学测温　　温度场  

描述： 由于航空发动机燃烧室出口温度分布对发动机工作安全性和可靠性的重要影响,国内外很早就开展了这方面的研究。但大部分的测量手段都以点测量为主。本文探讨了采用声学方法测量航空发动机燃烧室出口温度分布的方法。首先,研究了国内外测量航空发动机燃烧室出口温度的方法,分析了这些方法的优缺点,并论述了声波通过燃烧区域的波动方程及声波与媒质温度的关系,研究了声学法测量航空发动机燃烧室出口温度的基本原理。根据声波在气流中的传播特性,建立了航空发动机燃烧室出口温度与声速的数学模型。通过分析气流对声波扰动的影响,给出了该数学模型的适用条件,即只要声波在发动机燃烧室出口的传播速度大于气流速度,便能够测出声波在传感器间的飞行时间,并根据该声波飞行时间重建出燃烧室出口温度场。其次,详细论述了航空发动机燃烧室出口温度场重建算法,分析了影响温度场图像重建算法精度的因素。实验结果表明传感器的数量及其位置分布、燃烧室出口温度区域的划分,都将对燃烧室出口温度场重建算法精度产生一定的影响。最后,设计实现了燃烧室出口温度场仿真重建系统,应用该系统对燃烧室出口温度场重建算法,影响温度场重建的因素等进行了仿真分析。仿真...

航空发动机燃烧室过渡态温度场数值研究

作者： 郭艳龙   来源： 沈阳航空工业学院；沈阳航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 航空发动机　　燃烧室　　过渡态　　温度场　　数值模拟  

描述： 本文深入调研了国内外航空发动机燃烧室的研究概况,概述了燃烧室研究的主要方法、现状及发展趋势,详细论述了燃烧室的基本问题和燃烧室中三维两相燃烧模拟的理论基础、数值计算方法。采用Fluent软件对某型机的慢车状态、最大状态、巡航状态、最大连续状态进行三维、两相、湍流燃烧的燃烧室数值模拟,获得了速度场、温度场、油滴轨迹的数值。通过对计算结果的分析并结合发动机过渡态试验结果,充分研究了燃烧室过渡态温度场的特性。分析指出:平均温度的最大升高值和最高温度的最大升高值均出现在从慢车状态过渡至最大状态的加速过程中,对该燃烧室,平均温度的最大升高值在主燃区为664K,掺混区为763K,出口截面为718K;温升最小值均出现在从慢车状态至巡航(51%)的加速过程,相应值为32K、135K、93K;平均温度变化率和最大温度变化率的最大值与加速时间密切相关,出现在从巡航至最大连续的加速过程,对应主燃区、掺混区和出口截面,平均温度温升速率分别为324K/s、307.6K/s、416K/s。温升速率最小值出现在从慢车至巡航(51%)的加速过程,平均温度温升速率分别为24K/s、67K/s和47K/s。这些结果对研究发动机燃烧室过渡特性具有...

航空发动机燃烧室数值仿真中湍流模型的比较研究

作者： 蒲宁   来源： 沈阳航空工业学院；沈阳航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 航空发动机　　燃烧室　　数值仿真　　湍流模型　　壁面函数  

描述： 计算域,建立几何模型并划分网格,然后选用非预混燃烧模型模拟湍流扩散燃烧,P-1辐射模型估算辐射通量。控制方程在高性能计算集群(HPCC)上用Fluent软件并行计算,用高阶离散格式和SIMPLE算法进行求解,得...

航空发动机气路故障诊断技术研究

作者： 张光明   来源： 沈阳航空工业学院；沈阳航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 视情维护　　状态监视　　气路故障　　共轭梯度　　自适应模糊神经推理系统  

描述： 由于航空发动机结构复杂,工作条件恶劣,因此发动机的维护已成为飞机维护的主要工作内容。为提高发动机的使用、维护效能,发展了视情维护技术,而发动机状态监视与故障诊断正是实现视情维护的基础。 本文以航空发动机为研究对象,对航空发动机气路故障进行了分析研究。 首先,综述了目前发动机气路故障诊断技术,分析了航空发动机气路故障类型、故障机理和气路故障诊断基本原理,并利用GSP发动机仿真软件建立了JT9D大涵道比涡扇发动机仿真模型。 其次,采用Fletcher-Reeves Update共轭梯度法和比例共轭梯度法对标准自适应模糊神经推理系统ANFIS进行改进,解决了ANFIS方法由于采用标准BP训练算法而存在的训练速度较慢且一定程度上容易陷入局部最小值等问题。然后,利用已建立好的JT9D发动机仿真模型获取仿真数据,选取高、低压转子换算转速偏差、排气温度偏差及燃油流量偏差作为故障特征,在MATLAB中实现了改进算法仿真分析。通过改进算法与标准算法的对比验证分析,结果表明采用改进算法在训练时间和诊断率上相对标准算法有了较大提高,取得了较好的实验效果。 最后,利用VC...

平衡计分卡在航空制造企业中的应用

作者： 公维叶   来源： 沈阳航空工业学院；沈阳航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 平衡计分卡　　航空制造企业　　层次分析法　　战略管理  

描述： 随着我国企业改革的不断深入,企业对绩效管理和战略管理的关注与日俱增。航空制造企业作为国家的战略性产业和国家崛起的标志,不仅推动科技进步,更带动经济发展,因此其战略目标的落实备受关注。近来,航空制造企业提出了“两融三新五化万亿”战略,但是由于管理层执行不力和缺乏与员工有效沟通等问题的存在,战略难以有效实施。为此,本文提出了一种时新的战略管理工具——平衡计分卡,通过对平衡计分卡基本理论和航空制造企业战略目标的阐述,提出了将平衡计分卡应用于航空制造企业来保证战略落地的观点,文中应用层次分析法确定四个维度的指标权重,使指标体系更有针对性和代表性。通过量身定制,对航空制造企业进行了战略中心型组织的构建,然后绘制战略地图,进而确定了战略成功因素和关键绩效指标,最后通过将综合平衡计分卡与个人平衡计分卡的结合实现了组织的有效协同,为战略落地提供了有效途径。 然而,平衡计分卡的实施是一项系统工程,需要管理层的大力支持和广大员工的通力合作,需要拥有一支既熟悉单位情况,又对平衡计分卡的应用有充分了解的团队,才能将考核指标落实到相关部门,并很好的推行实施。由于平衡计分卡在我国航空制造企业的研究时间很短,指标...

基于多元统计分析的航空发动机故障诊断研究

作者： 张琰   来源： 沈阳航空工业学院；沈阳航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 航空发动机　　多元统计分析　　故障检测　　故障定位  

描述： 航空发动机是飞机的重要组成部分,它的微小故障也会直接导致飞机重大事故的发生。由于航空发动机具有结构复杂和工作条件恶劣等特点,所以航空发动机的故障诊断是目前研究的重点之一。本文以涡扇发动机的气路故障为研究目标,利用多元统计分析及其改进算法得到一个综合性能参数来表征单元体的性能特征用来分析整体性能状态,对发动机状态实时监测。当故障发生时,利用独立元作为训练样本建立最小二乘支持向量机模型定位故障,为实现单元体的视情维修提供了理论依据。 主要研究内容有以下三个方面。首先,研究了基于基本多元统计分析的发动机故障检测,验证了多元统计分析方法中主元分析(PCA)和核主元分析(KPCA)的应用可行性,并提出基于独立元分析(ICA)的航空发动机故障检测方法。其次,提出了基于多尺度独立元分析(MSICA)的航空发动机故障检测方法,将小波分析和ICA结合起来应用到航空发动机故障诊断领域中。最后,提出了基于ICA-LSSVM方法的航空发动机故障定位,该方法将独立元分析与最小二乘支持向量机相结合,实现了将航空发动机故障定位到各个单元体。仿真实验结果表明:基于ICA的航空发动机故障检测方法是简单有效的;MSIC...

航空发动机高速齿轮接触有限元分析

作者： 鲁永建   来源： 沈阳航空工业学院；沈阳航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 齿轮　　参数化设计　　有限元法　　接触分析　　模态分析  

描述： 本文以航空发动机附件高速直齿圆柱齿轮为研究对象,用有限元分析软件ANSYS对齿轮副进行了静态和动态接触分析,考虑了摩擦对轮齿啮合的影响,并对齿轮副进行了模态分析,为系统的动态特性研究打下坚实的基础。 利用二次开发工具UG/Open实现了渐开线齿轮的参数化设计。用Grip编写齿轮参数化设计程序,用MenuScript创建用户菜单,用UIStyler创建人机交互界面,用Visual C++调用API函数建立应用程序框架。在对话框中输入齿轮基本参数后,系统自动生成符合用户要求的齿轮模型,有效提高了设计效率。 利用UG与ANSYS间良好的数据交换接口,将啮合模型导入ANSYS后划分网格生成有限元模型。运用完全牛顿-拉普森迭代算法对考虑摩擦的一对齿轮进行了接触应力的静力学求解,并将求得的结果与用赫兹接触理论计算得到的结果进行了对比分析,表明用有限元法求得的结果更精确。 利用多体动力学分析的方法,通过定义刚性体和旋转单元,用完全法对齿轮进行了动态接触分析。对比分析了齿轮在不同转速下最大接触应力的变化趋势,结果表明齿轮在转动过程中,在轮齿进入啮合和退出啮合时产生啮合冲击,啮...

航空零件切削中刀具磨损实时监测技术研究

作者： 王东磊   来源： 沈阳航空工业学院；沈阳航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 航空零件　　刀具磨损　　声发射　　小波分析  

描述： 的技术环节。本文以声发射技术为手段对刀具磨损检测进行研究。主要工作包括以下几个方面:1、通过对刀具磨损相关知识和声发射监测原理的深入学习的基础上,根据弹塑性理论对刀具切削过程的声发射信号产生机理作了理论

航空发动机高速齿轮传动系统动力学研究

作者： 杨献恩   来源： 沈阳航空工业学院；沈阳航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 齿轮传动系统　　非线性模型　　固有频率　　动态特性　　灵敏度  

描述： 本文以航空发动机附件传动系统为研究对象,对附件机匣的二级直齿圆柱齿轮传动系统进行了动力学特性研究。在考虑了时变啮合刚度、齿轮传动误差以及间隙非线性函数等非线性因素的基础上,利用集中质量法建立了直齿轮传动系统的非线性模型,得到了系统的8自由度2阶间隙非线性动力学微分方程,并对方程进行了无量纲处理。为确定系统的结构参数,对系统的时变啮合刚度和齿侧间隙进行了数值模拟,获得了考虑重合度时的啮合刚度和齿侧间隙。利用广义特征值法进行了模态分析,对齿轮传动系统的固有频率进行了求解,得到了系统的各阶固有频率。使用Runge-Kutta数值计算方法对系统的非线性动力学方程进行求解,得到了系统的动态仿真结果,结果显示系统具有很强的非线性。结合系统的动态位移响应、速度响应和加速度响应,以及相位图和庞加莱截面,讨论了系统在不同激励频率下表现出的不同运动状态。分析表明当内部激励频率发生变化时,系统的运动状态会经历周期—拟周期—周期的状态转换。本文讨论了齿轮结构参数对系统动态性能的影响。利用直接求导法推导了传动系统q模型对系统刚度和阻尼的灵敏度计算公式,利用数值计算方法求得系统响应对刚度和阻尼的灵敏度曲线,...