数控弯管技术在航空发动机导管加工过程中的应用

介绍了数控弯管技术在航空发动机导管加工过程中的应用及与传统弯管技术的对比 ,并简要说明对导管设计造型的要求     

数控弯管

导管在飞机和发动机上占有相当重要的地位。各种导管数量多,形状复杂,手工成形劳动强度大。为此,部内已有几个工厂采用了数控技术,先后研制成功适合各自生产特点的数控弯管机,并投入生产使用,效果良好。一、部内数控弯管概况采用数控弯管,就其弯管机的结构来说,目前有两种型式,即模块式数控弯符机和滚轮式数控弯管机。     

飞机导管数字化生产线探讨

介绍了国内外飞机导管制造技术的现状。参考国外飞机导管数字化生产的先进经验,结合国内实际情况,提出了实现导管数字化生产线总体设想方案。在导管CATIA数据转换、智能工艺性审查、三维弯曲仿真、数控弯管、组合夹具设计与制造、导管数控测量、系统集成等方面提出了切实可行的实施途径。     

二站召开弯管新工艺技术交流会

三机部第二技术交流站于六月上旬在西安召开了弯管新工艺技术交流会。会上,四三○厂、三二○厂、华中工学院、一一一厂、四二○厂、一七二厂介绍了研制、应用数控弯管机的经验及英国罗·罗公司管子加工工艺;重点了解了VECTOR BEND150型数控弯管机及VE-CTOR—1型管形测量机的工作原理、构造特点与使用情况。斯贝发动机导管设计成具有直线段和同一弯曲半径、弯曲角度小于180°,为弯管工艺自     

数控弯管成形专家系统软件开发

黎明公司在数控弯管生产方面存在以下问题:有弯管工艺设计仿真过程繁杂,工艺仿真软件使用难度大,工艺知识和工艺数据没有统一管理和应用,弯管工艺设计仿真数据没有统一管理,很难实现结果和过程的可重复性验证,因此,黎明公司研究开发了数控弯管成形专家系统来解决上述问题。     

导管弯曲半径系列的制订

过去,由于管子规格、导管弯曲半径没有优选标准,我公司在生产的各机型上选用的管子规格和导管弯曲半径多而散,实现导管弯曲机械化数控化存在不少困难。为了改变导管弯曲工艺的落后状况,我公司根据《冷弯铝合金导管特殊最小弯曲半径企标Q/5A1095-85》,弯管模企标Q/5A585～589-82,导管最小弯曲半径航标HB4-55-83和金属材料限用清册Q/     

基于ABAQUS的数控弯管专用前处理模块开发

为了提高数控弯管有限元建模的效率和尽可能避免建模错误,采用ABAQUS提供的用户图形工具包和Python脚本接口,通过二次开发得到了数控弯管专用前处理模块。采用该模块,用户只需输入模型的建模参数、材料属性、模具运动幅值曲线、摩擦系数、分析步时长、文件保存名等信息,便可高效地建立管材数控弯曲及回弹分析的有限元仿真模型,提交后台运算后可以为后处理的快捷高效运行提供简洁而详实的数据源。通过将上述研发的数控弯管前处理模块应用于钛合金管数控弯曲的建模分析,验证了其可靠性。采用此方法,可以实现通过有限元软件ABAQUS进行用户定制,降低ABAQUS的操作难度,同时,本文前处理二次开发思路同样适用于其它塑性成形过程。     

管子成形的CAM技术

本文结合成都飞机工业公司最新引进的弯管系统,介绍了新型弯管加工系统的特点、在系统开发中所取得的某些成果及正在实施中的导管CAD/CAM技术。     

航空发动机钛合金导管内表面精密研磨试验研究

航空发动机外部导管大都是钛合金弯管,弯管在冷弯过程中产生的内表面缺陷用传统的研磨方法难以去除,是一个技术瓶颈问题。利用磁力研磨加工方法可以实现钛合金弯管内表面的研磨抛光。从航空发动机内部钛合金导管的应用案例出发,解析了磁力研磨钛合金弯管内表面的基本原理,同时分析在设计研磨装置过程中的关键技术问题,在磁场发生源和磁极运动轨迹构成以及磁极形状设计等方面,加以理论解剖和有限元模拟分析,得到了一套较完善的工艺方案,试验结果表明磁力研磨加工方法对弯管内表面缺陷去除起到良好的作用。     

回弹与矢量弯管

回弹是材料变形的特性,在矢量弯管中已成为重要的工艺因素。弯曲不同材料、不同直径、不同厚度、不同弯曲半径的管子以及使用的工装不同时,都会影响弯管的回弹。使用矢量数控弯管机自动弯管,弯出的管形不需校正而达到要求,就必须用回弹数据修正管形数据,得出弯管程序,用以控制弯管机进行弯管。一、回弹数据的计算尽管影响回弹的因素很多,但在弯管机调     

上游弯头对内锥流量计性能影响的仿真与实验研究

研究旨在获取上游弯头安装条件下内锥流量计的性能和所需要的直管段长度。研制了100mm口径、β值分别为0．45、0．65、0．85三种结构类型的样机。开展了上游单弯头、同一平面上连续两个90。成s型结构双弯头及互成垂直平面上连续两个90°双弯头的仿真和实验研究，仿真和实验的介质均为常温水，雷诺数范围分别为0．498×10^5～4．98×10^5和0．14×10。～4．5×10^5。仿真结果与实验结论一致，并利用平均流出系数相对误差及附加不确定度作为安装条件影响的主要评价标准，给出了上游弯头安装条件内锥流量计所需的直管段长度。     

液氧煤油补燃发动机泵间管路高温富氧燃气掺混冷凝特性数值研究

针对液氧煤油补燃发动机液氧预压泵和主泵间管路富氧燃气掺混冷凝现象,建立了大过热度下富氧燃气和液氧两相流动掺混冷凝特性的全三维数值仿真方法,并以常温制冷剂R123为工质,通过气液掺混冷凝实验验证了数值仿真模型对管内两相流型和气液再液化性能的精确预测能力。仿真结果表明：弯管段气液两相在离心力作用下发生横向相对流动,强化了相间热质交换;在较低的液体流速（1m/s）下,气体水平注入管路后形成一个与气孔相连接的局部气腔,注气速率低于80m/s时,气腔一侧贴在管路内壁上,注气速率超过100m/s后气腔脱离管路内壁面。气相在气腔下端被撕裂成离散的气泡,随液体向下游流动并逐渐冷凝。在实际工况下管路的富氧燃气没有全部完成再液化过程,此时流体状态会对液氧主泵造成气蚀影响。     

基于三维设计环境下某型教练机管路系统设计技术

通过对国内外飞机管路系统设计技术以及传统管路设计制造方法的分析表明，管路数字化设计技术不仅是飞机协同设计的重要环节，也是实现模拟星向数字量转换的有效途径。本文针对管路系统设计技术应川现状，提出了飞机管路系统数字化设计技术应用方案，阐述了实现飞机管路系统数字化设计的技术方法     

飞机导管数字化柔性定位装夹技术探讨

因飞机导管种类多、数量大、形状复杂,针对传统定位装夹技术无法满足飞机导管精确、高效、敏捷制造需求,探讨了飞机导管数字化柔性定位装夹技术方案。提出了阵列式夹具、被动数字化重构夹具和自主数字化重构夹具3种飞机导管数字化柔性定位装夹技术方案,为实现导管数字化定位、高效精确装夹提供解决方案,达到缩短导管制造装备周期,降低制造成本的目的。     

飞行环境模拟系统多容腔流-固传热建模

为了提升高空台飞行环境模拟系统(FESS)数值仿真平台的置信度,提出了一种多容腔流-固传热的建模方法,该方法考虑了混合器气流掺混、流-固传热、管道压力损失等因素的影响;建立了包括调节阀流量特性、液压伺服系统、混合器、混合器出口导流栅流量特性、整流子系统、管道容腔模型在内的部件模型库,并基于该模型库构建了仿真平台。为了验证本文建模方法的有效性,采用两次掺混试验数据对仿真模型进行对比验证表明,仿真结果与试验测量结果动态变化趋势基本一致,且温度、压力的最大误差分别不大于2.5K、2kPa;为了分析FESS控制系统的能力,假定了一次典型的发动机试验条件来进行仿真分析,仿真结果表明,FESS控制系统具备进行发动机平飞加速和等马赫数爬升试验的能力。     

船舶燃气轮机冷却涡轮叶片内部带肋冷却通道颗粒沉积特性研究

为了探究船舶燃气轮机冷却涡轮叶片内部冷却通道内肋片角度的改变对颗粒沉积特性的影响,以7种不同肋片角度及1种弯头处加导流片的肋结构作为研究对象,运用CFD数值模拟对比分析各种冷却结构的流动换热性能以及颗粒沉积特性。结果表明：当肋片角度改变时,内部通道的流动换热和弯头壁面的沉积率存在很大差异。肋片角度为45°的内部冷却通道的换热性能相比于换热性能最差的E型肋的平均努塞尔数高了25%;肋片角度为60°时,弯头壁面和弯头后壁面的沉积率最低;肋片角度为90°时沉积率最高;肋片角度为135°时换热性能最差,弯头壁面沉积率最低。肋片角度的改变对弯头侧壁的沉积率和各个部分的撞击率无显著影响,但是增加导流片可以有效降低弯头壁面的捕获率和沉积率以及弯头侧壁的沉积率、撞击率和捕获率。     

航空发动机空间管路系统的流固耦合振动特性

为了分析航空发动机空间管路系统的振动特性,提出了一种采用自定义管单元建立输液管路流固耦合有限元模型的方法.模型中的自定义管单元考虑了管路的横向流固耦合振动、轴向振动和周向扭转振动.管路系统中的支承采用非线性弹簧单元模拟.通过将自定义管单元的仿真结果与试验测试数据和经典理论解进行比较,验证了自定义管单元的正确性.研究了实际空间管路系统振动固有频率和响应特性.研究表明:随着内压增大,固有频率和临界流速均减小.同时得出了非线性刚度系数和激励幅值对管路系统简谐激励下受迫响应的影响规律.      

航空发动机管路流固耦合振动的固有频率分析

为研究流体哥氏力和管路参数等因素对航空发动机管路固有振动频率的影响规律,采用Galerkin方法建立了管路流固耦合数学模型,并通过复特征值分析得到了系统的固有频率。通过将采用Galerkin方法的计算结果与试验测试数据进行比较,验证了Galerkin方法的正确性;给出了试验管路的临界流速,并研究了流体哥氏力和管路截面尺寸对系统固有频率的影响。结果表明:试验燃油管路实际流速远小于发生屈曲失稳的临界流速;哥氏力对不锈钢和钛合金2种管材燃油管路固有频率的影响很小;相同壁厚管路,外径越小,流固耦合对固有频率的影响越大。     

射流管伺服阀前置级压力特性

为分析射流管伺服阀射流管喷嘴高压射流区的特性,建立了射流管伺服阀前置级数学模型,得到了射流管偏移值、射流管喷嘴半径和接收孔半径对接收器压力分布、喷嘴出口流速及接收器的左右孔恢复压力的影响规律.流场分析发现射流管喷嘴的高速射流出口处容易产生旋涡,且存在环状负压效应.结果表明:高压射流状态下,射流管喷嘴半径增大,恢复压力增加;接收孔半径增大,恢复压力降低.接收孔半径与射流管喷嘴半径之比的最佳取值区间为[1.3,1.5].当射流管偏移值增大时,在偏移值增大一侧,射流管与接收孔之间的有效流体接收面积增大,射流管与接收孔之间的流体旋涡扩大,内部流场环状负压效应增加,接收孔恢复压力降低.      

不同结构的冷却管脉冲射流流动响应特性

探究了结构参数对脉冲射流经冷却管内流动响应规律.在脉冲频率为1Hz,雷诺数为5000,脉冲射流占空比为50％的气动参数下,对冷却管管径、射流孔孔径、孔间距的变化对脉冲射流流动响应特性带来的影响依次分析,对结构参数对脉冲射流在冷却管内流动响应特性产生影响的内在机制进行综合阐述.针对上述结构参数拟合出冷却管射流质量系数随冷...