航空发动机涡轮榫接结构齿形基本参数研究

通过大量有限元分析和优化设计数值计算方法研究了楔形角、榫头颈宽、榫槽高度、上侧角、下侧角及拉削角等齿形基本参数对榫接结构强度的影响,并根据计算结果设计了新的结构模型,经过实验验证,新结构最大应力有所改善.研究表明,可以采用二维有限元分析结果来研究齿形基本参数对榫接结构应力分布的影响,但是其不能反映应力在轴向方向的变化.     

某型燃气轮机枞树形榫接结构多齿形参数优化分析

在某型燃气轮机改型设计中发现,涡轮采用的3齿枞树形榫接结构应力集中严重,为避免榫齿出现裂纹、榫头断裂等故障,并降低峰值应力,延长使用寿命,对其形状进行优化设计.分析发现,相同的齿形参数无法获得满意的优化结果,因此,对每对榫齿采用不同的齿形参数进行2维参数化建模.通过试验设计方法,选取对最大当量应力影响较大的参数作为设计变量并进行优化.在满足约束的条件下,获得优化设计结果.结果表明:优化使最大当量应力降低19.93％,各齿应力分布更加均匀.该设计方法确实能提升榫接结构的优化潜力,对其设计与优化具有一定参考价值.     

涡轮盘/榫整体结构优化设计方法

考虑到榫联接和轮盘子午面在结构设计时的相互影响,针对典型的枞树型榫联接,提出了通用的榫联结构/轮盘子午面分步优化设计、总体协调的涡轮盘/榫整体结构优化设计方法.基于ANSYS优化平台及参数化建模技术,筛选了优化设计变量,以涡轮盘/榫整体结构总质量最小为优化目标,以涡轮盘/榫联结构关键应力为约束,建立了涡轮盘/榫整体结构优化设计的数学模型.通过对某型发动机涡轮盘和榫联结构设计方案进行结构优化设计,在满足所有几何约束及强度要求的条件下,二齿及三齿盘/榫结构优化后总质量都有明显降低,说明涡轮盘/榫整体结构优化设计方法的合理性;且二齿盘/榫结构的总质量较三齿盘/榫结构明显减小,榫槽底部最大第一主应力也明显降低.任意榫齿数可选的通用涡轮盘/榫整体结构优化设计方法及平台可适用于不同涡轮的结构设计,具有较强的工程实用性.      

圆弧齿榫接结构应力的数值计算与分析

对两圆柱体接触问题和平面接触问题进行分析,探讨了接触区应力的收敛性.对某枞树形圆弧齿榫接结构的接触区应力进行了数值计算和分析.利用有限元软件ANSYS进行了接触分析,对比了梯形齿和圆弧齿榫接结构的应力结果,并采用光弹实验进行了验证.研究结果认为,与梯形齿榫接结构相比,圆弧齿榫接结构使接触应力、第三主应力和等效应力等降低.在此基础上,对圆弧齿榫接结构进行了优化分析,通过优化进一步降低了榫接结构的应力水平.      

涡轮盘榫槽高温复合疲劳裂纹扩展规律

本文针对某型发动机二级涡轮盘榫齿裂纹故障,设计了一套新型试验加载方案,对涡轮盘枞树型榫槽进行了高温复合疲劳试验研究,得出了这一多通道传力结构的复合疲劳裂纹扩展规律。     

盘拉刀的计算机辅助设计

在涡轮盘和压缩机盘拉刀的设计中,计算极其繁琐。如涡轮盘枞树形拉刀的计算包括:精拉刀的齿形滚棒尺寸;渐切法粗拉齿形刀的型面及各处圆弧型面的抬高修正;渐切法齿型倒角段的滚棒计算等,计算量很大。某些计算不仅繁,而且还较难。如燕尾形的压缩机盘拉刀设计计算中,由于榫槽在圆锥体盘中是一般空间位置,所以,计算榫槽的最大拉削深度要重复数次,用普通小型电子计算器要耗费较长     

通用过渡圆弧改进设计与榫齿连接结构多变量优化

为了得到更加优良的榫齿连接结构形式,降低榫齿连接结构应力集中水平,提高其疲劳强度,研究了双圆弧过渡对榫齿连接结构应力的影响,推导了通用双圆弧过渡的尺寸关系式,为过渡圆弧的改进与优化提供了理论上的支持.通过对二齿涡轮枞树形榫齿连接结构过渡圆弧的改进,并进行了应力评估,证明了双圆弧过渡结构确实能降低结构的应力集中水平.基于Isight软件平台,利用二次序列非线性优化(NLQPL)方法对榫齿连接结构进行了多变量优化,得到了更加优良的结构形式,最大等效应力下降了19.98%.      

成套设计理念在枞树型拉刀设计中的应用

拉刀设计中，拉刀前后角、齿升量、齿距、拉刀结构、拉削余量的去除方式及拉刀材料等的选取对被拉零件的精度和表面质量有直接的影响。针对诸多问题，通过成套设计在枞树型拉刀设计上的应用，从源头上解决了拉刀制造、拉刀配套、拉削效率低下等问题，提高了发动机盘类榫槽和叶片榫头的拉削效率和质量。     

榫接结构接触面几何形式对接触应力的影响

针对接触边界计算精度问题,结合光弹试验,提出了适用于榫接结构接触区的网格划分策略.在此基础上,进一步分析齿形结构和齿形角度对榫接结构接触面接触应力的影响,并应用于梯形齿结构进行验证,认为合理的梯形齿几何结构能够有效地降低接触应力,并且不对其他危险部位造成影响,设计合理的梯形齿相比于圆弧齿具有一定的优势.以梯形齿接触角度为设计变量进行的优化结果表明：接触边界最大等效应力下降25.54%.     

轻、重腐蚀涡轮盘榫齿高温复合疲劳试验研究

针对某型发动机二级涡轮盘榫齿裂纹故障,设计了一套新型试验加载方案,对涡轮盘枞树型榫槽进行了高温复合疲劳试验研究,得出了多通道传力结构的复合疲劳裂纹扩展规律,进而对比了轻、重两种腐蚀状态的涡轮盘榫齿高温复合疲劳寿命,给出了重腐蚀盘较轻腐蚀盘的寿命明显降低,且分散性大的结论,为制订轮盘腐蚀判废标准提供了依据。     

结构修理中保证结构疲劳寿命的探讨

引入疲劳寿命理论，对影响结构疲劳寿命的因素进行分析，并对结构修理中用于恢复和保证结构疲劳寿命的方法进行了探讨。     

Structure of reconnection layers in the magnetosphere

Magnetic reconnection can lead to the formation of observed boundary layers at the dayside magnetopause and in the nightside plasma sheet of the earth's magnetosphere. In this paper, the structure of these reconnection layers is studied by solving the one-dimensional Riemann problem for the evolution of a current sheet. Analytical method, resistive MHD simulations, and hybrid simulations are used. Based on the ideal MHD formulation, rotational discontinuities, slow shocks, slow expansion waves, and contact discontinuity are present in the dayside reconnection layer. Fast expansion waves are also present in the solution of the Riemann problem, but they quickly propagate out of the reconnection layer. Our study provides a coherent picture for the transition from the reconnection layer with two slow shocks in Petschek's model to the reconnection layer with a rotational discontinuity and a slow expansion wave in Levy et al's model. In the resistive MHD simulations, the rotational discontinuities are replaced by intermediate shocks or time-dependent intermediate shocks. In the hybrid simulations, the time-dependent intermediate shock quickly evolves to a steady rotational discontinuity, and the contact discontinuity does not exist. The magnetotail reconnection layer consists of two slow shocks. Hybrid simulations of slow shocks indicate that there exists a critical number,M _c, such that for slow shocks with an intermediate Mach numberM _IM _c, a large-amplitude rotational wavetrain is present in the downstream region. For slow shocks withM _I<M _c, the downstream wavetrain does not exist. Chaotic ion orbits in the downstream wave provide an efficient mechanism for ion heating and wave damping and explain the existence of the critical numberM _c in slow shocks.     

工程控制结构相关理论的研究

提出了一种支持自项向下产品设计的控制模型——工程控制结构模型,介绍了工程控制结构的总体框架及其对设计过程支持的模式,分析了工程控制结构中各主要组成模块的要点和功能,另外,还介绍了工程控制结构在智能产品服务中的应用。     

Magnetic Fields in the Large-Scale Structure of the Universe

Magnetic fields appear to be ubiquitous in astrophysical environments. Their existence in the intracluster medium is established through observations of synchrotron emission and Faraday rotation. On the other hand, the nature of magnetic fields outside of clusters, where observations are scarce and controversial, remains largely unknown. In this chapter, we review recent developments in our understanding of the nature and origin of intergalactic magnetic fields, and in particular, intercluster fields. A plausible scenario for the origin of galactic and intergalactic magnetic fields is for seed fields, created in the early universe, to be amplified by turbulent flows induced during the formation of the large scale structure. We present several mechanisms for the generation of seed fields both before and after recombination. We then discuss the evolution and role of magnetic fields during the formation of the first starts. We describe the turbulent amplification of seed fields during the formation of large scale structure and the nature of the magnetic fields that arise. Finally, we discuss implications of intergalactic magnetic fields.     

紧固件刚度不同对连接部位疲劳寿命影响的研究

在航空器结构修理中，由于受施工条件限制或结构原连接状态的限制，可能会在修理加强件与原结构件之间的连接部位，混合使用不同剪切刚度的紧固件。本文通过疲劳寿命计算和试验，研究了结构连接部位的紧固件剪切刚度不同，对疲劳寿命的影响。研究结果表明，结构件之间的连接部位混合使用不同剪切刚度的紧固件，将会比较明显地降低结构连接部位的疲劳寿命。该研究成果对航空器结构设计人员和修理人员均具有一定的参考价值。     

面向信号的 ATS测试软件结构及相关模型

面向信号的自动测试是通用自动测试系统的发展方向，建立统一的测试系统模型是面向信号测试系统中信号管理与任务调度的关键。为了实现面向信号的测试系统软件的规范化描述，文章采用测试软件分层描述的方式，以信号模型为中心，给出了仪器模型和测试任务模型，并论述了各模型之间的关系。     

等离子弧激发超声改变陶瓷涂层结构的研究

等离子弧不仅可以作为产热机构,同时可以作为超声发生机构.本文介绍了等离子弧激发超声的特点及其检测.利用不同频率超声等离子弧进行喷涂试验,使用光学显微镜和电子扫描显微镜对制备的氧化锆陶瓷涂层的结构进行了观察,发现超声的加入明显改变了陶瓷涂层气孔的数量、大小、形状和分布,并且不同频率的超声对气孔的影响效果也有明显的不同.文中对不同频率超声对等离子喷涂陶瓷涂层的结构影响的规律及其机理进行了研究.气孔对陶瓷的性能有显著的影响,它使陶瓷的密度减小,并能吸收震动,这是有利的一面;它同时又使陶瓷强度降低,介电耗损增大,电击穿强度下降.这一研究成果将为性能陶瓷涂层的制备提供一条可能的途径.     

飞机结构疲劳寿命指标分析

从现代飞机设计思想的发展演化和确定飞机结构疲劳寿命指标的重要性分析入手,研究分析了国外多种战斗机结构使用寿命问题,深入探讨了这些战斗机在确定机体结构寿命指标时的内在因素和实际方法,提出了确定飞机结构寿命指标的具体原则和研究结论.     

上市公司股权结构与业绩关系分析

以河南省 2 6家上市公司为样本 ,运用统计分析方法对典型性财务指标进行对比 ,证实股权适度型公司业绩优于股权高度集中型公司 ,为上市公司股权结构的治理提供了参考。