航空发动机轴承腔内两相流数值模拟

作者： 李骏   来源： 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　　滚动轴承　　气液两相流　　温度分布　　VOF模型  

描述： 主轴承腔作为航空发动机润滑系统油气两相流的重要区域，腔内滑油-空气混合物的流动特性影响到航空发动机运转的稳定性。深入研究滚动轴承内部气液两相流特性，对轴承润滑冷却及轴承腔润滑油系统设计有着至关重要的作用。本文以某航空发动机高压压气机后轴承简化模型为研究对象，利用VOF模型、RNGk-ε湍流模型和滑移网格技术对润滑油喷入轴承内部的两相复杂流动进行数值模拟。捕捉到清晰的油气相界面，分析了轴承内滑油分布及运动情况，得到了发动机不同工作参数对轴承内压力、速度，相体积分数的影响，建立了轴承转速-供油量与轴承内润滑油体积分数之间的联系。对发动机滚动轴承进行热源分析和生热计算，得到了滚动轴承在不同转速下的发热量，利用CFD方法，对轴承温度场进行仿真计算。得到了不同工况下的轴承工作温度，分析了轴承内外圈径向、轴向的温差变化，研究了供油量对润滑效果的影响，不同的转速下对应不同的最佳供油量，以该供油量进行润滑可以使轴承最高温保持最低。

基于CFD的航空发动机滑油滤优化设计方法研究

作者： 常柱宇   来源： 沈阳航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 航空滑油滤　　数值模拟　　多孔阶跃面　　压力损失　　过滤效率　　工作性能  

描述： 。进口方向分为五种情况，具体结构为：进口方向分为30°、45°、60°以及径向进口和周向的结构。然后计算出在不同的进口速度下，五种不同结构的压力损失和过滤效率，进口速度分别取为1m/s、3m/s、5m

航空发动机叶片损伤图像快速识别技术研究

作者： 张维亮   来源： 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　　叶片损伤图像　　图像分割　　特征图像提取　　图像识别  

描述： 航空发动机叶片在高温、高压、高转速的作用下，极易导致叶片性能下降，甚至造成叶片损伤，另外，高速运行的发动机在受到风沙、鸟等外物撞击时，也会对叶片造成损伤，如果这些叶片损伤情况不能及时的发现并排除将严重影响飞行安全，通过研究叶片损伤图像快速识别技术，可以实现对叶片损伤类型快速准确的判别，有利于对叶片故障进行预测和排除。因此航空发动机叶片损伤图像快速识别技术研究具有重要的应用价值。叶片损伤图像的分割和特征参数的提取是进行叶片损伤图像类型识别的前提条件。本文首先采用PNN神经网络方法对叶片损伤图像进行分割，实现了叶片损伤区域的有效分割；然后采用数学形态学方法对分割后图像做进一步处理，实现了对图像中噪声点的去除，得到了更准确的分割结果；最后采用边界跟踪算法和灰度共生矩阵算法分别提取叶片损伤图像的形状特征参数和纹理特征参数，进而得到识别模型输入量。考虑到传统的叶片损伤检测方法存在叶片损伤具体类型判别困难、检测结果可靠性低、检测过程自动化程度较低等缺陷。本文先采用改进GA算法优化RBF网络参数的方法建立单一优化的叶片损伤图像识别模型，并采用提取的形状和纹理特征参数样本进行实例仿真，结果表明，该方法的识别正确率为93.33%，同时建立单一未优化RBF网络模型并进行实例仿真，经过对比分析可知，单一改进GA优化RBF网络识别模型更加优越有效。由于单一改进GA算法优化RBF网络没有考虑到采集叶片损伤图像过程中不确定因素的影响，为进一步提高识别率和模型的稳定性，本文最后建立组合优化识别模型，即，采用D-S证据理论方法将两个单一优化RBF网络识别模型相融合，进而形成决策级信息融合的组合优化叶片损伤图像识别模型。实例仿真表明，该方法既能发挥RBF网络准确进行模式识别的能力，又能充分利用D-S证据理论表达模糊信息和处理不确定因素的能力，克服了单一RBF网络凭借某一个方面信息进行识别的不足，提高了识别器的鲁棒性、稳定性和识别正确率。

航空钣金零件三维CAPP关键技术研究

作者： 张世强   来源： 沈阳航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 航空钣金零件　　CAPP　　MBD　　工艺过程　　工艺知识库  

描述： 航空钣金类零件具有种类多、零件结构复杂、生产批量小等特点，其工艺设计相对复杂繁琐，即便是相似零件仍需工艺人员重复设计，现有的航空钣金零件工艺设计方法已经不能满足企业时间紧、任务重的工艺设计要求，并逐渐成为制约企业提高航空钣金零件生产效率的瓶颈。随着当今数字化制造技术的迅猛发展，计算机越来越多地参与到零件工艺设计中来。因此如何提高计算机对航空钣金零件工艺的辅助设计水平，已经成为钣金零件制造业迫切需要解决的难题之一。本文以航空钣金零件工艺过程设计为研究对象，在CAPP技术背景下，完成了对航空钣金零件三维CAPP关键技术的研究，实现了在航空钣金工艺设计过程中，基于MBD技术，以标准零件库、工艺知识库等为支撑，融入了人机交互技术，解决了工艺人员手工工艺设计效率低、产品质量不易保证、一致性差、不易达标准等问题，实现工艺信息规范化和总体结构设计可视化、一体化的思想，实现工艺信息的准确快速提取，提高了工艺设计效率，并减少工艺人员不必要的劳动，缩短航空钣金零件制造周期，降低研制成本，完全符合数字化制造的发展要求。

基于滑油光谱数据的航空发动机磨损状态研究

作者： 李楠   来源： 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　　光谱分析　　磨损　　趋势预测　　灰色关联度  

描述： 航空发动机为飞行器的飞行提供动力如同飞行器的“心脏”。航空发动机构造十分复杂而且多在高温下工作，高负载条件下，极易导致磨损故障的发生，这种情况会危机发动机的安全性与可靠性，所以对发动机进行磨损状态监测是特别重要的，如果能发现磨损故障的隐患并且将其消除在早期萌芽阶段，这样能够确保飞机发动机工作的安全性、稳定性和可靠性，对维护工作具有极其重要的意义。润滑油不仅可以减缓部件间的磨损，冷却零部件，同时还会将机械转动产生的热量和摩擦产生的金属磨粒带走。这些残留在滑油中的金属颗粒数据可以反映出航空发动机磨损状态的重要信息。本文首先建立不考虑非等时补油情况的单变量支持向量机网络与考虑非等时补油情况的多变量GRNN网络，利用两种网络模型分别对Fe元素浓度的变化趋势进行预测，通过比较得出结论：考虑非等时补油情况所建立的网络能够更好的拟合出Fe元素的变化趋势进而判断航空发动机的磨损情况。在考虑非等时补油的情况下对滑油光谱检测数据建立SVR模型对Fe元素浓度的变化进行拟合，通过使用交叉验证（K-CV）的方法对SVR网络中的惩罚因子c与核函数参数g的具体取值进行优化、选择最佳参数。最后利用建立好的交叉验证优化的SVR网络模型对滑油中的Fe元素浓度的变化趋势进行预测，并且获得了比较好的预测效果。最后采取灰色关联度分析的方法，对采集得到的某型航空发动机不同飞行小时下的各种金属元素的浓度数据进行分析与处理。从各元素间的横向关系来进行分析，飞行时间相差400小时而各元素与Fe元素的灰色关联度值不同程度的下降，灰色关联度值的下降表明航空发动机各部件的磨损剧烈。判断结果与航空发动机的实际工作状态一致，这种方法不但成本较低而且受人为因素的影响比较小。

航空发动机转子柔性装配工装的精度研究

作者： 朱宁   来源： 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　　并联机器人　　柔性工装　　精度分析与综合　　蒙特卡洛法  

描述： 目前航空发动机装配采用人工装配、刚性工装、人工检测与半自动化检测等方法，使装配精度受诸多人为因素的影响而无法保证装配质量。本文针对传统的航空发动机装配方式成本高并且难以满足现代发动机的高准确度等要求，结合柔性工装具有快速、高效、精确等优点，根据航空发动机装配特点，提出了基于并联机器人的航空发动机转子柔性装配工装的设计理念并进行了精度研究，此研究对于解决航空发动机装配周期长、装配质量低等问题具有重要意义。首先，从航空发动机转子装配工装设计要求出发，完成了柔性工装的概念设计，建立了柔性工装基础平台，进而对柔性工装中的并联机构作了运动学分析。然后重点对柔性工装进行了精度分析与综合，先基于独立作用原理建立了误差模型，采用蒙特卡洛法分析了影响柔性工装精度的几何因素，最后参考精度分析获得的数据，根据柔性工装的定位精度要求，运用基于内点罚函数的粒子群优化算法，以加工制造成本最小为目标函数进行了精度综合，合理分配了柔性工装关键零部件的公差。为确保设计完成的柔性工装符合航空发动机实际的装配工艺，本文还研究了柔性工装的标定补偿方法，建立了精度补偿数学模型并通过实例仿真证实了该方法的有校性，从而找到了提高工装精度的另一有效途径。由于上述的精度分析没有考虑物理因素对柔性工装精度的影响，为进一步保证柔性工装的工作质量，本文最后对柔性工装进行静刚度建模，采用有限元法仿真分析了载荷作用下其简化模型在不同工况下的应变情况，发现了它的薄弱环节，为柔性工装的加工和装配提供了理论依据。该项课题研究中将并联机构作为航空发动机柔性工装基础平台在航空发动机数字化装配制造领域具有创新性。同时本文方法对于航空发动机柔性工装的设计实现以及提高定位平台的精度具有重要意义。

航空发动机叶片检查与维护的可视化仿真

作者： 陈亮   来源： 沈阳航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 故障检查　　转子叶片　　可视化仿真　　检查维护  

描述： 叶片是航空发动机的最关键的部件之一，随着航空发动机叶片性能结构复杂性的提高，对叶片故障检查技术的要求也在不断地增长。因此本文对叶片检查与维护的过程以及叶片的故障生成过程的可视化仿真进行了深入地研究。为了解决传统纸质技术资料的二维数据表达能力的欠缺性、数据更新慢、检索和培训效率低等问题，本文利用三维可视化仿真技术实现了叶片检查与维护的可视化仿真系统的开发。首先，本文分析了叶片的三种典型故障机理，研究了基于故障叶片实现三维可视化的算法；其次，采用UG对某发动机的压气机转子叶片及其相关零件进行三维建模，改进了基于叶身型面的双三次B样条曲面生成算法，并对榫头采用特征参数化建模方法；然后，进行了基于裂纹扩展的裂纹生成、基于腐蚀速率的腐蚀生成和基于断裂力学的断裂生成的动态可视化模型的设计；最后，设计了叶片检查与维护的规范流程，实现了叶片检查与维护的过程可视化，在MFC环境下的VC++结合故障叶片的可视化模型，综合开发了某航空发动机叶片检查与维护的可视化仿真系统。本文将可视化仿真用于叶片故障检查技术中，此系统实现了可视化模型的实时加载和叶片检查与维护的可视化仿真输出；实现了故障动态生成过程的可视化；亦实现了二维模型装配图的实时查看。通过查看系统，用户可以对叶片相关资料进行检索、学习和更新等操作，提高人员培训和训练的效率，以保证发动机叶片的保障和维修，具有很好的实用价值和应用前景。

国产航空发动机的虚拟外形设计研究及动态演示

作者： 万蕾   来源： 沈阳航空航天大学 年份： 2016 文献类型 ： 学位论文 关键词： 虚拟现实　　航空发动机模型　　高度仿真　　动态效果  

描述： 对于航空发动机的三维模型构建已有许多方法及方式，但对其外形、内部构造以及工作原理高度仿真的模型构建及动态演示方面的研究却为数不多。对航空发动机外形研究的重点应该是它的性能研究、工艺研究及制造方法研究。传统对航空发动机的表达的方式大致趋向于二维表达，利用图纸和实景采样图片对航空发动机的外形进行描述。这种描述的平面化导致人们在观察及理解时会产生极大的误解。三维模型的构建解决了许多现存问题，但现今国内用于航空发动机三维模型表达的多为工程类软件。由于其局限性，虽可对航空发动机各部件做出表达，但其制作方式复杂，工作时间庞大。最终效果材质单一，形态不符合透视关系，视觉效果不佳。另外，工程类软件也不能做到对模型进行动态演示，展现不出航空发动机的工作原理。从工业设计的角度来说，将工业设计所用的知识引入航空发动机模型制造上，对航空发动机的性能研究、工艺研究、方法研究都有极大的帮助。从实景采样图像的研究分析开始，利用设计类软件对航空发动机进行模型构建，材质赋予，多角度渲染以及最终的动画输出。发动机的工作原理等展示也都可以通过虚拟现实技术对其进行设计和制作。具有形象的说明性，充分体现了三维虚拟在航空发动机领域的研究价值和优势。本文着重介绍国产航空发动机外形高度仿真电子表达的需求及操作方法，通过对各类软件的总体介绍和应用方法，实际传达了国内航空发动机通过高度仿真表达后的效果及优势。详细阐述了实际上机操作方法，具体应用名称，静态及动态应用演示表达等，给出了一套完整的仿真设计流程，并对操作过程进行了模块化流程分析图解。该方法经操作切实有效，在许多实际项目中已成功应用。

某型航空发动机故障诊断专家系统研究

作者： 张勇   来源： 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　　故障诊断　　专家系统　　CLIPS  

描述： 航空发动机是一种旋转高速、结构非常复杂的机械装置，工作在高压、高温、高应力以及交变载荷的极端恶劣的条件下，因此航空发动机的故障率比较高。航空发动机也一直都是制约航空技术发展的重要问题，同时也极大地提高了发动机试车以及维修的成本。因此，设计有效的故障诊断系统诊断发动机故障并制定有效合理的措施对故障部位进行维修，是当前航空发动机研究的热点之一。故障诊断专家系统是航空发动机故障诊断中较为常见的一种故障诊断方法。专家系统能够将知识库和推理机分离，运用知识进行推理，具有很好的推理机制，能够对故障参数进行准确的分析与诊断，具有更高工作效率。本文结合某型航空发动机的故障参数，运用故障树和基于规则的知识表示方法对知识进行表示，采用全局正向、局部反向的正反向混合推理方法，结合深度优先搜索与广度优先搜索相结合的推理策略，对航空发动机进行了合理有效的故障诊断。本文将VC++6.0当作整个专家系统的开发平台，用其来开发人机交互界面、处理知识库知识以及与外设之间的数据交换；CLIPS则用来开发专家系统的核心部分：知识库和推理机，然后以动态链接库的形式嵌入在VC++6.0的主程序中运行。VC++6.0的主程序是用来负责把数据库中或者是人机交互界面中读取出来的相关参数设为新的事实传递给知识库以此来触发推理的执行。

航空发动机转子柔性工装的构型及优化研究

作者： 李伟楠   来源： 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　　柔性工装　　工作空间优化　　刚度优化　　运动学仿真  

描述： 传统的航空发动机装配基本依赖人工装配、人工检测等方法，结合刚性工装、半自动化检测工具，使装配精度在很大程度上受到了人为因素的影响和限制，装配质量得不到保证。本文针对航空发动机装配工艺过程、工装设计工艺及发动机盘类转子部件的装配共性，结合串并联机构学理论，设计并研究了一种适合不同型号、相似结构类型的航空发动机的柔性工装构型。详细介绍了其基本原理及设计关键技术，并用有限元方法从静力学角度验证其可行性。在研究航空发动机柔性工装构型的基础上，分析了工装的运动学特性，计算仿真出了航空发动机柔性工装可达工作空间，建立了基于蒙特卡罗法的数学模型，并对工作空间进行了尺度优化；解出了对于不同结构尺寸的全局条件数，并根据全局条件数对整机的运动特性进行了优化分析。推导出了柔性工装守恒协调转换刚度矩阵的数学表达式，求解出机构在X，Y，Z方向上的刚度映射图谱，及不同结构设计参数下同比例截面的静刚度映射图谱，并对机构的静刚度特性进行了分析和讨论。为提高装配精度，合理选用机构装配位姿，优化机构性能有十分重要的作用。最后在ADAMS软件中建立了其虚拟样机模型，仿真得到运动学特性曲线后与理论计算值进行比对，验证了该样机在运动学方面正确性，进一步突出了其实用性，并利用样机进行运动学正解及可达工作空间仿真。该研究结果对提高航空发动机生产装配效率和精度、优化装配性能和模型尺度综合的研究具有十分重要的理论意义和实践意义。