在工业热处理中如何节约燃料

自阿拉伯石油禁运之后,美国工业已经仔细地检查了对节能所抱的态度。燃料价格上涨和削减配给使大家关心起燃料的使用效率。工业热处理生产中由于采取利用废热,陶瓷纤维衬里和改变热处理周期的措施,结果在节能上取得很大的成功。热处理过程中,总的能量分布如下:1)能量用于加热工件,2)烟道气带走的能量,以及3)通过设备散失的能量。其他能量是用于制造热处理用的气氛和用于构成火幕(flame curtains)。任何能提高1)的措施都能提高热效率也就是节省费用。用同流换热器作废热回收系统,将助燃的空气予热使2)降低。陶瓷纤维衬里可用于降低3)。根据冶金的基本原理,把热处理温度降到尽可能的最低限度。本文中列出了废热回收,陶瓷纤维衬里和改变热处理循环所得到的试验结果。     

涡旋破裂的数值模拟

本文通过对非定常轴对称流动的完全的N-S方程组的数值积分考察了浸没在均匀流中的孤立的轴对称涡旋的破裂。结果表明:当旋涡强度较弱时,旋涡是稳定的,解将渐近一定常流动,准圆柱形近似是对这种流动的极好的近似;当旋涡强度足够大时,解将是非定常的,存轴线附近将形成一个回流区,其形状和内部结构与Faler andLeibovich(1978)所观测到的内部为多包结构的破裂包十分相像。在适当的流动参数的组合下,流动将在若干时间以后呈现准周期性。用准圆柱形近似所作的平行的计算表明:就预测旋涡的破裂而言,两种方法的结果相当吻合。它们一致表明:至少在本计算所及的较低的雷诺数范围内,涡旋的破裂与雷诺数关系不大,且与上游流动的临界分类无关。     

设计保证体系建设和审查的专题研究之一——各国局方对设计保证体系的审定政策要求解析

对国内外适航当局对设计保证的政策法规要求和主流企业实施设计保证体系的情况进行了广泛调研和深入研究,对国际上四个主流适航当局(EASA、TCCA、FAA、CAAC)对设计保证体系要求的由来、实施背景、政策要求、与工业界的关系及未来发展趋势进行了详细分析,为我国制订相关设计保证政策、设计保证体系的建设和审查、以及国际间的协调和适航审定提供了有益的参考。     

设计保证体系建设和审查的若干专题研究之二——设计保证体系建设研究

阐述了国内民用航空器主机研制企业建立设计保证体系的必要性,介绍了中外适航当局对设计保证体系的法规要求,分析了国外企业建设设计保证体系的成功经验。在此基础上,详细阐述了国内企业如何建设设计保证体系的思路和方法,给出了设计保证文件体系从手册到程序的基本框架,并结合我国设计保证体系建设现状,给出了设计保证体系建设和审查的一些建议。     

基于漏斗试样的C250钢高温扭转低周疲劳行为

C250钢的扭转疲劳破坏是其主要失效形式之一。为了获得航空材料C250钢的扭转疲劳特性,并消除等直圆棒试样在扭转试验中产生的弊端,依据漏斗试样完成了C250钢在3种高温(150、200、350℃)环境下的扭转低周疲劳试验,获得了在扭转低周疲劳下的扭矩-名义扭转角曲线。基于试验结果,利用FAT方法分析得到了C250钢在3种高温环境下的材料循环本构关系,利用该循环本构关系对漏斗试样进行三维扭转有限元分析,获得漏斗根部剪切应力与扭矩之间的转换公式及漏斗根部剪切应变与名义扭转角之间的转换公式。基于以上试验与分析方法,得到了材料的剪切应变幅-倍循环次数曲线、剪切应力幅-循环分数曲线以及剪切应力-剪切应变的稳定滞回线,发现材料呈现出循环软化特性,并基于Manson-Coffin模型对材料寿命进行了分析。     

级环境下跨声速对转压气机优化设计研究

为研究不同优化策略对跨声速对转压气机性能以及内部流动机理的影响规律,运用人工神经网络结合遗传算法在级环境下对下游转子轮毂型线和积叠规律分别进行了三维优化设计。结果表明:轮毂型线优化和积叠规律优化分别使下游转子效率提升了1.19%和2.87%,整机效率分别提升了0.48%和0.63%。轮毂型线优化改善了下游转子叶根区域靠近压力面的分离流动,降低了流动损失;下游转子积叠规律优化有效抑制了下游转子叶根角区分离流动,同时降低了叶顶泄漏流损失;轮毂型线优化对根部角区的调控能力优于积叠规律优化,二者的组合优化有望进一步提升对转压气机性能。     

国外运输类飞机最新结冰适航规章差异初步研究与分析

总结了FAR 25部与CS 25部最新结冰相关的规章条例。因为引入过冷大水滴条件和混合相与冰晶结冰条件,FAA与EASA在其适用性方面产生了差异,导致了两者条款规定的不同要求,所以将FAR 25部与CS 25部运输类飞机结冰相关的适航规章进行了比较。根据两部结冰适航规章,具体阐述和分析规章中存在的差异性。总结出CS25部更为严格,限制的范围也更大。同时也对过冷大水滴结冰条件规章作了分析。这对国内适航规章的研究和未来取得FAA和EASA对我国运输类飞机设计批准有着重要的参考作用。     

叶轮对预旋系统影响的数值研究

为了研究叶轮在盖板式预旋系统中的作用,基于简化三维模型,在保证系统进口总压总温、出口压力以及供气流量不变的条件下,分别对有/无叶轮的预旋系统流动特性、功耗特性和温降特性进行了稳态数值模拟。结果表明:叶轮通过对盖板腔内的气体做功,提高了气流的旋转比,增大了盖板腔的离心升压效果,并因为降低了供气孔入口气流的相对速度从而减小了供气孔内的压力损失。进而使得喷嘴出口的静压降低,喷嘴进出口压比和喷嘴出口气流旋转比随之增大。最终更高的喷嘴出口气流旋转比会导致预旋系统的整体功耗减小约56.88kW,系统温降提高约10.2K。     

民用飞机驾驶舱气流组织的数值分析

作为一架飞机的指挥中心,驾驶舱的重要性是显而易见的。舱内的环境控制尤其是气流组织对飞行员的身体健康和正常工作有很大影响。建立了某型民用飞机的三维驾驶舱模型,做出合理假设和简化后运用流体力学计算软件FLUENT进行了数值模拟,基于PS模型对各种工况进行热舒适性评价。结果表明,总供风量为0.08m3/s,侧面送风占总风量40%且送风方向垂直于送风口的方式为最佳工况,此时驾驶员、观察员周围空气的温度和速度达到人体舒适度要求,模拟结果为驾驶舱气流组织的设计提供了参考。     

耳片接头的断裂失效数值模拟

金属材料断裂研究属于工程计算中的难点问题。目前对于金属构件延性断裂问题的研究,多是基于10种经典塑性材料断裂试样,分析构件延性断裂的表征参数和断裂机理,对延性金属断裂准则在耳片接头类结构中的应用研究较少。本文对4种结构形式的耳片接头进行拉伸断裂试验,采用应力三轴度准则,模拟接头在拉伸试验中的断裂失效,对比接头的结构形式对断裂性能的影响和算法精度。研究表明:在材料的线弹性阶段,4种接头的位移变形基本一致;接头的断面主要集中在耳片开孔中心位置;在耳片开孔处增加凸台,可以提高接头的断裂强度;立筋、R角对接头断裂性能影响较小。