【摘 要】
:
在航空发动机中,旋转叶片顶端与机匣内壁之间的距离叫做叶尖间隙,是影响航空发动机性能和效率的一个重要参数。目前现代航空发动机设计中,为了提高发动机性能、增加推重比,目前普遍采用的改进措施是减小叶片-机匣间隙,但是过小的间隙可能会导致叶片-机匣碰摩,造成转子剧烈振动甚至叶片和机匣损坏,引发严重的事故。因此,叶片-机匣碰摩对系统动力学特性的研究具有重要的意义。本文基于ANSYS有限元软件,以叶片-机匣系
【基金项目】
:
项目名称:航空发动机旋转叶片-涂层机匣碰摩机理及动力学特性研究(项目编号:No.U1433109),经费来源:国家自然科学基金委与中国民用航空局联合资助项目,起止年月:2015年1月-2017年12月; 国家自然科学基金面上项目(No.11772089); 项目名称:航空发动机转子-机匣耦合系统动力学及碰摩激振机理(项目编
论文部分内容阅读
在航空发动机中,旋转叶片顶端与机匣内壁之间的距离叫做叶尖间隙,是影响航空发动机性能和效率的一个重要参数。目前现代航空发动机设计中,为了提高发动机性能、增加推重比,目前普遍采用的改进措施是减小叶片-机匣间隙,但是过小的间隙可能会导致叶片-机匣碰摩,造成转子剧烈振动甚至叶片和机匣损坏,引发严重的事故。因此,叶片-机匣碰摩对系统动力学特性的研究具有重要的意义。本文基于ANSYS有限元软件,以叶片-机匣系统为研究对象,建立叶片-机匣碰摩模型,研究叶片-机匣碰摩导致的叶片及机匣振动响应特性。论文的主要内容包括:(1)建立了等厚度直板、等厚度扭板、变厚度壳和实体叶片有限元模型,并通过与文献中模型固有频率的对比,验证了等厚度直板、等厚度扭板模型的有效性,通过对比实体单元固有频率,验证了变厚度壳模型的有效性。此后分析了四种有限元模型在分析固有频率和响应特性的差异性:等厚度直板和等厚度扭板叶片模型与实体单元叶片的前两阶固有频率误差较大;变厚度壳叶片实体单元叶片的前两阶固有频率误差较小。升降速过程叶片振动响应对比结果表明:厚度壳模型的动力学特性与实体单元叶片吻合较好,叶尖节点的振动与其在叶尖上的位置紧密相关。(2)将叶片简化为悬臂直板和悬臂扭板,考虑静态角不对中、平行不对中、安装角和扭角的影响,建立了叶片-机匣碰摩模型,分析了角不对中,安装角以及扭角对碰摩导致的叶片振动响应的影响。考虑叶片的扭形特性,叶片径向位移会产生共振峰,可能会导致碰摩。随着不对中角的增大,共振峰数量增加,法向碰摩力增加;随着安装角的增加,叶尖径向位移略微增加,弯曲位移共振峰幅值减少;对于扭板叶片,随着扭角的增大,叶片振动更剧烈,法向碰摩力增加。(3)将叶片简化为变厚度壳,分析了气动力幅值、静态不对中、机匣刚度、叶片前障碍物数目、角不对中和加速度函数对叶片碰摩响应的影响。随着不对中量、机匣刚度的增加,时域波形出现了多个超谐共振峰,共振更剧烈;叶片气动力频率只影响主共振发生的转速;角不对中程度越大,叶片振动幅值和法向碰摩力越大;变加速的升速过程对叶尖振动响应和法向碰摩力影响不大。4个典型时刻的叶片动应力表明:变厚度壳模型能够较好的找到应力最大的位置,但应力值有一定误差。(4)采用壳单元来模拟叶片和机匣,考虑机匣变形对叶片-机匣碰摩导致的系统振动响应的影响,建立变厚度壳-柔性机匣碰摩模型,分析了机匣厚度和机匣支承刚度对系统振动响应的影响。结果表明:机匣厚度和机匣支承刚度越大,叶片-机匣碰摩刚度越大,碰摩力越大,系统振动幅值越大。
其他文献
2019年4月8日-11日,同济大学龙惟定教授应德国能源署邀请,出席了在柏林举行的"2019柏林能源转型对话(BETD2019)",并作为嘉宾参加了"效率·智慧·移动——塑造未来城市"分组对话。作为《建筑节能》编委,龙教授接受编辑部约稿,热忱撰文,回顾汇总此次柏林行的见闻、感触,以资深专业视角为读者解析当今国际视线内建筑、碳减排、可再生能源应用等与能源转型的关联问题,"智慧能源"将对我国"智慧城市
创新机制,革新理念,更新方法,以高效闭环督查服务发展大局。成都市政府办公厅聚焦构建高效闭环督查管理体系,创新督查机制、革新督查理念、更新督查方法,注重采取“四不两直”督查方式,充分发挥督查抓落实促发展“利剑”作用,有力推动党委和政府各项决策部署加快实施、落地见效。完善督查机制形成工作闭环建立“四必”工作机制。针对市政府常务会、专题会议定事项,采取上下结合的形式,
近几十年来,我国经济社会有了飞速的发展。在汽车保有量日益增加的同时,石油短缺与环境污染问题也愈加突出,而解决这一问题的有效途径便是实现汽车轻量化。Fe-Mn-Al-C系低密度钢以其优异的力学性能而备受关注。Fe-Mn-Al-C系低密度钢的研究历史较短,许多机制机理尚不明确。已有的研究大多集中在高锰钢,对于中锰低密度钢的研究尚不多。因此,本文以中锰钢为研究对象,分析在不同退火温度下实验钢的组织及力学
为了满足我国工程机械、起重运输机械、重型汽车和农业机械迅速发展的迫切需要,一机部中高压齿轮泵联合设计组设计了 CBL 系列齿轮泵。我厂试制的该泵样机经过台架连续满负荷及冲击试验,性能良好,已于今年四月通过了国家鉴定,为我国液压行业增添了一个新品种。
本研究基于胜任力的视角,采用行为事件访谈法和问卷调查法,将质性研究和量化研究相结合,完成房地产校园招聘销售人员胜任力模型的构建与验证,作出胜任力评价指标体系在企业人力资源管理中的应用探讨。研究过程与结论如下:(1)构建胜任力模型调研15家房地产公司形成销售岗位的工作分析,采用行为事件访谈法对绩优组和普通组各半的26位房地产校园招聘销售人员进行访谈,整理访谈文稿30余万字,研究资料充分。运用扎根理论
生态公园是生态文明建设的重要载体,建设生态公园是解决区域与城市生态环境问题的途径之一。生态公园的空间生态属性与空间功能的规划逻辑关系,既是需要解决的规划实践问题,亦是需要探讨的学术问题。本文重点研究了生态公园的空间生态属性特征与生态公园空间功能,建立了空间属性与空间功能的理论逻辑,为生态公园的功能空间和功能区规划提供了新的规划研究视角。本文在界定生态公园、功能、空间属性等核心概念基础上,系统地梳理
随着社会和经济的不断发展,环境污染和能源危机日益严重,汽车工业作为能源消耗最大行业之一,实现车身减重是目前的研究热点。第三代汽车用先进高强钢能够实现钢铁材料高强度和高塑性的完美结合,对实现车身减重、提高汽车安全性、节能减排和环境保护有重要意义。本文以纳米贝氏体钢为设计原型,结合贝氏体相变特点,提出以Al元素替代Si元素,新设计了 Fe-C-Mn-Al中碳成分低合金贝氏体钢,使其克服纳米贝氏体钢碳含
板锥网壳结构是在国外实际工程案例的基础上通过创新改编发展起来的一种新型空间结构,由弦杆和锥体单元组成,将双层网壳的腹杆以锥体单元替代。其结构整体刚度大,板材主要承受薄膜内力,可以充分发挥板材的优势,具有工业化程度高、运输方便、形体美观、造价低廉等优点,是一种非常有前景的空间结构。板锥网壳结构在国内对它的研究非常少,目前还停留在理论研究阶段,本文提出对板锥柱面网壳结构进行模型试验,对其细部构造进行设
高强耐候桥梁钢具有优异的力学性能及还具有更好的耐环境腐蚀性,在桥梁钢中具有广阔的应用前景。新型耐候桥梁钢在实际焊接过程中,焊接接头微观组织及力学性能发生的变化规律还有待研究。本文对420MPa级耐候桥梁钢焊接工艺及热影响区组织性能进行了系统的研究,研究结果如下:(1)与加热速度为0.05℃/s相比,实验钢在加热速度为120℃/s时,Ac1和Ac3温度发生了不同程度的提高。随着冷却速度的提高,微观组
近年来,无人机相关领域的研究已是热门方向之一。但是,目前无人机研究的实证环节存在如下两点问题:其一,无人机的部分研究工作只限于理论层面,缺乏实验验证,使得更深层次的优化工作无法进行;其二,当前部分院校拥有的无人机实验验证平台的性能比较差,不能提供更加精确的验证标准。针对以上问题,本文基于Optitrack光学定位系统,设计了多无人机飞行控制实验系统,旨在为无人机的控制研究提供可靠的实验平台。本文的