薄壳机匣开孔补强的应力集中分析

发动机机匣上安装凸台结构,可简化为机匣壳体开孔后用围壁和加强板组合补强的力学模型。文中从弹性力学的基本公式出发,采用上述简化模型,得到了壳体孔边应力分析的计算公式,并编制了计算程序,进行了实例计算,获得了发动机机匣各种安装凸台的应力集中系数。本文的研究成果对合理地确定机匣安装凸台的几何形状和尺寸具有参考价值。     

航空发动机机匣的强度振动分析与评估

针对某高涵道比涡扇发动机高压压气机机匣的设计需求,采用有限元方法,从静力学角度出发,根据温度载荷和气动载荷求解机匣的温度场和压力场分布,分析机匣的应力和变形分布,以及椭圆度;从动力学角度出发,根据机匣的固有频率,结合各级转子叶片数目及工作转速,分析机匣的共振频率,从以上两方面对机匣强度振动特性进行计算分析与评估。研究结果表明:在温度场载荷和气动载荷作用下,机匣具有足够的强度储备系数;机匣共振的安全裕度满足动力学设计要求。     

模型机匣的包容性试验和数值模拟

为了解叶片断开撞击机匣的过程,研究航空发动机机匣包容性设计方法,在旋转试验器上进行了不同模型机匣的包容性试验,得到了叶片断开甩出时的转速、断叶撞击机匣的应变响应和断叶撞击机匣过程的高速摄影照片。试验结果表明:断叶与机匣碰撞两次,机匣破坏发生在第2次撞击,机匣的失效模式为剪切和拉伸失效。采用基于冲击动力学理论的有限元数值分析方法模拟了试验过程,反映了撞击过程中断叶的能量变化历程,较好地模拟了试验结果。     

不同机匣-枪管联结系统的动特性实验

从实验方面对两个具有不同结构形式的机匣－枪管联结系统的动特性作了研究,验证了实验结果和计算结果的一致性,证明了系统结果不同是影响其动特性的主要原因,从而为动特性的优化提供了理论依据。     

发动机机匣低循环疲劳寿命的预测

本文介绍了一种基于局部应力应变法的发动机机匣低循环疲劳寿命预测方法。文中提出了确定机匣载荷谱的建议,论述了在多向应力状态下应如何确定等效应变,使在单向应力状态下确定的应变幅-疲劳寿命曲线可适用于多向应力状态。根据飞行的特点,提出了确定发动机机匣可靠性寿命的计算方法,最后通过实例,证明了所介绍的方法具有较好的精度。本方法比较简便,是一种很有前途的预测法。     

涡轮冷却器动态特性研究

从飞机空调的温度控制系统设计的需要出发，首先用理论推导的方法求得涡轮冷却器的动态数学模型的结构形式，然后提出不用理论推导的方法求得涡轮冷却器动态数学模型的模型参数，而用辨识实验的方法求得涡轮冷却器的动态数学模型的模型参数。还推导了辨识的计算公式，论述了辨识实验的方法、步骤和结果。最后提出了涡轮冷却器动态特性的计算方法，并且以欧拉法为例论述了涡轮冷却器动态特性计算的具体公式和步骤。     

热交换器动态特性研究

本文从飞机空凋系统温度调节的需要出发,首先以集中参数模型的形式,用理论推导的方法,求得热交换器的动态数学模型的结构形式。然后,为了使热交换器的动态数学模型更加符合实际热交换器,文中提出不用理论推导的方法求得热交换器动态数学模型的模型参数,而用辨识实验的方法求得热交换器动态数学模型的模型参数。文木提出了热交换器动态特性的计算方法,即微分方程数值计算方法在其模型参数是状态参数函数的热交换器动态特性计算中的具体应用。并且以欧拉法为例,论述了热交换器动态特性计算的具体公式和步骤。     

发动机短舱安装位置对民机气动性能参数影响

为研究不同发动机短舱位置对民用飞机的气动性能影响,定义短舱位于机翼前方、正下方、后方分别为A、B、C,机身尾部为D,基于RANS方程,采用Fluent数值分析了A、B、C、D的流场。结果表明,位置A和D对压力云图的影响较小,B和C会产生高压区而增加阻力;位置A和D具有较优的气动性能,阻力系数较小,4°迎角时,位置A相对C的阻力系数降低了12.5%,同时在典型状态上也具有较高的气动性能。研究结果可为民用飞机的短舱位置选择提供技术参考。     

基于几何设计法的航空发动机内外机匣减振控制新方法

航空发动机在运行过程中,由于其结构的复杂性和外部气流的不稳定性,不可避免地会产生大量的振动问题。针对航空发动机整机振动问题,首先根据航空发动机的实际结构并结合经验总结,建立了一种通用的转子‑支承‑机匣振动传递动力学模型,并从航空发动机内外机匣减振控制问题出发,利用一种新型的控制算法（几何设计法）,在有限频域内来设计减振控制器,在传感器和执行机构受限的情况下,尝试对多个输出量（即航空发动机的内机匣和外机匣）进行减振控制,并与经典控制理论法比例、微分、积分（Proportional integral derivative,PID）设计的减振控制器进行减振效果对比,最后通过Matlab/Simulink搭建仿真模型并进行仿真验证。结果表明,几何设计法在有限频域内可以直观地获得最优控制器的存在性、唯一性、最优性,对于主控对象的减振控制最优可高达25 dB,相较于传统控制方法形成明显优势。     

两对边简支另两对边复杂支承矩形板的横向振动问题

本文研究两对边简支、另两对边复杂支承矩形板的横向振动问题,给出了固有频率和振型函数的数值求解方法。将支承反力和反力矩沿边界Fourier级数展开,从而得到满足全部边界条件的特征方程,利用计算机数值求解可得到任意精度的任意阶固有频率,本文最后给出了两个算例。     

挤压油膜阻尼器在ATR发动机中的应用

为了减小空气涡轮火箭（Air turbo rocket, ATR）发动机工作时的振动响应,针对ATR发动机的转子结构特征,建立了有限元模型,设计了挤压油膜阻尼器,并完成了动力学特性分析与试验验证。研究结果表明：该型ATR转子在一阶振型时的主要应变能集中在1号轴承处,二阶振型时的主要应变能集中在2号轴承处;转子在一号轴承处设计挤压油膜阻尼器后,能够明显减小一阶响应,但对于二阶响应的减振程度有限;在ATR转子上合理地设计应用挤压油膜阻尼器,对于抑制转子的振动响应具有显著的作用,能够使得ATR发动机转子平稳地增速到工作转速。     

高速柔性转子动力特性及平衡技术试验研究

某新型涡轴发动机动力涡轮轴组件是一个带弹性支承和挤压油膜阻尼器的高速柔性转子,对其动力特性和高速动平衡进行试验研究,试验测得轴组件的动力特性,并和计算结果进行对比分析,在此基础上,完成高速动平衡试验。     

考虑驾驶员反应特性的倾转旋翼机单发失效轨迹优化

为了能在倾转旋翼机单发失效轨迹优化的研究中考虑到驾驶员的反应特性,建立相应的增广飞行动力学模型并进行计算分析。首先,以倾转旋翼机基本纵向刚体飞行动力学模型为基础,建立旋翼拉力系数、旋翼后倒角与操纵杆量之间的关系,并引入延迟环节、惯性环节和操纵速率限制来模拟驾驶员的反应特性,形成适用于倾转旋翼机单发失效轨迹数值优化研究的增广飞行动力学模型。然后,采用直接转换法将轨迹优化对应的最优控制问题转化为非线性规划问题进行求解。最后,以XV-15倾转旋翼机为样机,计算短距起飞单发失效后的最优着陆过程,并与相关文献结果进行对比。对比结果表明:考虑驾驶员的反应特性后,优化得到的状态量、需用功率、拉力系数和旋翼后倒角变化更加柔和,着陆时间和距离有所延长,操纵杆量变化更加合理。除此之外,随着驾驶员感知延迟时间增加,最优着陆过程所需时间会增加,且着陆时触地速度也会增大,但操纵量变化趋势基本一致。考虑驾驶员反应特性的倾转旋翼机单发失效轨迹优化可以为驾驶员实施安全着陆提供更加有用的依据。     

固体发动机的密封问题

对固体火箭发动机密封的充分必要条件及密封界面上的应力分布进行了分析。为了提高密封的可靠性，对Ｏ形圈密封结构设计提出了若干建设性意见。     

航空燃气涡轮发动机熄火后自动立即点火初步探讨

发动机空中熄火使飞机失去动力,将会产生严重后果。本文就如何判断发动机是熄火而不是正常的工作状态转换进行了讨论,对可能用来判断的因素作了分析,最后提出用发动机转速传感器输出电压的变化率作为判断依据是比较准确可靠且易于实现的。     

航空发动机动态数学模型非线性方程组解法研究

本文主要介绍发动机过渡态控制系统分析时所必须的动态数学模型中应用的Broyden法解非线性方程组的方法。对Broyden法的程序实现也作了一定的介绍。     

多种组合动力方案性能对比研究

针对目前国内外不同的TBCC组合动力概念方案进行了性能对比研究,主要包括：涡轮/亚燃冲压/双模态超燃冲压组合发动机、涡轮/引射冲压/双模超燃冲压组合发动机、射流预冷涡轮/双模态超燃冲压组合发动机和空气涡轮火箭/双模态超燃冲压组合发动机。通过发动机性能计算,获得了不同方案的高度、速度特性;基于马赫数6.5高超声速巡航飞行器相同的飞行任务和气动特性,计算比较了不同动力方案的飞行器航程、巡航距离和加速时间等性能参数。结果表明：涡轮/亚燃冲压/双模态超燃冲压组合发动机在4种方案中比冲最高;在相同的翼载和起飞推重比下,涡轮/亚燃冲压/双模态超燃冲压组合发动机具有最大的航程和巡航距离,但爬升加速时间最长;空气涡轮火箭/双模态超燃冲压组合发动机的航程和巡航距离最短,但加速性能较高,爬升加速时间最短。

     

微机在发动机叶片疲劳试验自动化中的应用

本文闸述了以叶片振动疲劳试验系统为例,使用微机系统、位移传感器、模拟量输入和输出装置等组成的检测与负反馈闭环控制系统。该系统采用高级语言和汇编语言子程序嵌套方式,实现了对叶片疲劳试验系统的自动检测与控制,也兼容于燃滑油管系统的疲劳实验。