上凹型流体动压指尖密封的型线参数优化设计

来源 :西安理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:efox_5
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着燃气涡轮机工作参数的不断提高,对传统密封技术提出了严峻的挑战,在行业需求的驱动下,指尖密封等新型密封结构应运而生,然而现有指尖密封密封结构对发动机转子因不平衡而产生的跳动影响较为敏感,由此产生的泄漏与磨损在指尖密封结构设计中矛盾性问题难以得到有效解决。上凹型流体动压指尖密封是在接触式指尖密封的基础上衍生的非接触式指尖密封形式,与现有的密封形式相比,一方面在应对航空发动机运转中转子的跳动时,其特殊的上凹型型线使其具备与传统指尖密封不同的特殊力学特性,使迟滞效应得到了较大改善;另一方面其流体动压非接触结构在密封性能和抗磨损性能上比现有指尖密封有着较大优势。影响上凹构型指尖密封性能的主要是型线结构参数和流体动压靴部结构,而这方面的研究工作还是十分欠缺,因此开展上凹构型流体动压指尖密封的型线和动压靴结构研究具有十分重要的科学意义和工业应用价值。  鉴于流体动压指尖密封系统的复杂性,基于其理论数学模型的计算分析难以得出准确的结果,研究将首先通过ansys workbench仿真平台建立指尖梁型线参数化控制模型。然后在基于均匀设计理论的前提下,通过规律性组合各尺寸参数得出若干种不同构型的指尖密封构型,作为本文优化工作的基础样本。对样本中的指尖密封构型使用transient structure模块进行瞬态分析,尽可能接近真实的设定初始条件、约束与载荷,通过改变型线控制点,从而改变指尖梁的力学特性,得到动态情况下指尖梁在转子位移激励作用下的迟滞率与最大接触压力。与此同时通过CFX模块针对与指尖靴对应的泄漏间隙流固耦合模型进行分析,以得到不同指尖靴构型在不考虑转子跳动时的静态密封性能。瞬态分析和流固耦合分析因对象尺度相差大,故分两步进行,而优化工作也需针对两种分析分别进行。  分析完成后,针对结构尺寸、工况参数对密封性能影响作出研究和关联性分析,为优化工作提供必要条件。  最后,采用神经网络对分析样本进行训练获取优化所需的目标函数,并使用一种基于纳什均衡原理的优化算法对有限元分析结果进行优化。在保证接触压力在一定范围内的前提下,以获得尽量小的迟滞率为目标,获得力学性能最优的指尖梁型线。同时以气膜承载力保持在一定范围内的前提下,获得尽量小的泄漏率为目标,获得密封性能最优的指尖靴结构。最后结合二者的优化结果,获得综合密封性能更为优秀的新型指尖密封构型,以期对综合性较优的指尖密封性能设计提供参考。
其他文献
离子液体通常指具有低熔融温度的有机/无机盐,具有高离子导电率、高极性、高密度、高的热容量、高的热稳定性和化学稳定性。将离子液体与高分子材料相结合,可以合成具有特殊性
随着顾客对产品个性化需求的日趋强烈及产品市场竞争的加剧,越来越多的企业采用准时制生产方式,以提高产品质量,缩短生产周期,从而保证企业获得市场竞争的优势。基于准时制生产思
飞机是一个庞大而又复杂的、驶离地面的飞行器系统,是人类制造的一种最复杂的高科技产品。飞机的研制过程是多人、多组织共同参与的系统工程。本文根据现代飞机设计制造的实际
现阶段,时代快速进步人们生活质量不断提升.在此背景下,我国加大了道路桥梁工程的建设规模,在此同时也要注重保证道路桥梁的施工质量.目前道路桥梁基坑支护工作难度越来越大,
在以轴孔装配为重要研究内容的机器人装配领域中,应用机器视觉技术来获取目标装配工件的精确位姿信息,进而引导对其快速装配正在成为智能化装配的一大发展趋势。  本文基于ET
金属氧化物、硫化物及其复合结构因其优异的光、电、热、磁性能,已成为化学、材料、物理等领域的重要研究方向之一。众所周知,材料的性能与其晶型、微观形貌、尺寸和组成密切相
铝粉、钛及二氧化钛是重要工业、医学材料。铝粉,具有良好的物理屏蔽、漂浮及金属闪光效应,被广泛应用于电子、涂料、油墨、汽车喷漆等行业中。由于铝粉活性较高,只能在有机溶剂