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某型航空发动机空气涡轮起动机起动故障研究

内燃机与配件 2024年第9期 70-73页

作者：程鲁闫卫青张帅许光磊张勇健赵贺桃中国航发沈阳发动机研究所辽宁沈阳110015

为了保障地面试车效率及飞机飞行的安全,对起动过程的故障模式、故障部位及故障原因作出及时准确的判断,预防起动过程潜在故障的发生,通过分析起动原理,研究了起动过程中5种常见起动故障。对航空发动机地面台架试验过程中起动失败故障... 详细信息

为了保障地面试车效率及飞机飞行的安全,对起动过程的故障模式、故障部位及故障原因作出及时准确的判断,预防起动过程潜在故障的发生,通过分析起动原理,研究了起动过程中5种常见起动故障。对航空发动机地面台架试验过程中起动失败故障进行分析,通过绘制故障树,得到起动过程异常带转故障模式为起动机出口堵塞;快速定位故障原因为:在湿度大的低温天,起动机短时间内连续起动,等熵膨胀过程起动机涡轮叶片及起动机出口壁面结冰,造成涡轮出口面积减小,排气不畅引起出口堵塞,涡轮输出功率减小,起动失败,保障了地面试验安全;并根据该起故障对地面试验供气系统提出增加干燥机的改进措施和试验前、后起动机检查要求,经过地面持久试验和考核试验验证方法有效,起动机结冰故障得到有效控制。该起故障研究和排故改进措施可供地面台架试验参考。

关键词：起动故障地面台架试验故障树异常带转涡轮出口结冰

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航空发动机地面台进气加温试验技术研究

内燃机与配件 2024年第6期 64-66页

作者：程鲁闫卫青张帅桑则林刘作宏赵贺桃中国航发沈阳发动机研究所辽宁沈阳110015

为了模拟航空发动机高空大马赫数情况下,较高的发动机进气温度,进行地面台架条件发动机进气加温试验。针对地面台架条件航空发动机加温试验进行研究,提出采用机载进口温度传感器表征进气加温进口温度方法,实现加温温度监控,保障加温试... 详细信息

为了模拟航空发动机高空大马赫数情况下,较高的发动机进气温度,进行地面台架条件发动机进气加温试验。针对地面台架条件航空发动机加温试验进行研究,提出采用机载进口温度传感器表征进气加温进口温度方法,实现加温温度监控,保障加温试验安全。后选取飞行包线内典型工作点,开展地面台进气加温模拟试验。试验研究发现,进气加温试验过程发动机进口总温不均匀性最大为2.6%,排气温度场与常温试车分布一致,进排气温度场分布均匀,控制精度较高,可以为发动机进气加温试验提供较高品质的进气流场。试验表明,地面台架条件开展进气加温试验,可以较好的模拟发动机高空大马赫数高温进气条件下发动机工作情况。

关键词：航空发动机高空大马赫数地面台进气加温进气流场总温不均匀性

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某型航空发动机排气温度场测量

内燃机与配件 2024年第11期 22-24页

作者：程鲁闫卫青张帅白楚枫柳国印赵贺桃中国航发沈阳发动机研究所辽宁沈阳110015

航空发动机排气温度是整机试验过程重要的监测参数,探讨了热电偶测温原理,提出两种等环面分布热电偶温度传感器温度场测量方案,并对两种方案进行对比分析,获得了发动机在慢车、节流和最大状态下的排气温度场分布情况。分析可知:慢车状... 详细信息

航空发动机排气温度是整机试验过程重要的监测参数,探讨了热电偶测温原理,提出两种等环面分布热电偶温度传感器温度场测量方案,并对两种方案进行对比分析,获得了发动机在慢车、节流和最大状态下的排气温度场分布情况。分析可知:慢车状态不均匀度较大,随发动机状态升高,温度场均匀性越好。排气温度场在径向和周向均存在高温区,最高温度出现在径向高度2/3处。试验方案可为温度场测试试验开展提供参考。

关键词：排气温度热电偶温度场不均匀度

基于能量流分析的约束阻尼层合板拓扑优化方法

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基于能量流分析的约束阻尼层合板拓扑优化方法

作者：赵贺桃哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

约束阻尼处理是工程上常用的阻尼处理方式,尤其是对于板壳零件,有很好的减震降噪效果。约束阻尼为夹层结构,两层弹性金属层中间包夹粘弹性层,利用粘弹性材料的剪切作用将结构的振动转化为机械能。而随着温度和频率变化,粘弹性材料参数... 详细信息

约束阻尼处理是工程上常用的阻尼处理方式,尤其是对于板壳零件,有很好的减震降噪效果。约束阻尼为夹层结构,两层弹性金属层中间包夹粘弹性层,利用粘弹性材料的剪切作用将结构的振动转化为机械能。而随着温度和频率变化,粘弹性材料参数也随之变化。已经证明,约束阻尼结构对高频振动有很好的抑制作用。但是受限于传统有限元高频精度不高,计算代价高等缺点,对约束阻尼板的研究更多集中在低频上。拓扑优化作为结构优化的重要方法,具有适用范围广,计算效率高等优点,将拓扑优化拓展到能量有限元领域,是研究约束阻尼结构振动的较好方法。首先,研究了基于功率流响应的约束阻尼层合板拓扑优化方法。通过融合拓扑优化方法和功率流分析理论,提出了一种约束阻尼层合板约束阻尼铺层的优化方法。功率流分析同时考虑了受力和速度响应两个物理量的幅值和相位的关系,比单纯采用位移或者速度响应更能反应出实际工作状态。采用复刚度法对约束阻尼单元进行建模,求解最小化功率流拓扑优化的灵敏度,对约束阻尼铺层进行优化。通过数值算例发现,约束阻尼结构铺在功率流大的位置可以更好的降低结构整体的功率流响应。其次,针对声辐射问题对约束阻尼板铺层进行了优化。采用前一章推导的约束阻尼模型,计算了约束阻尼板声压和声功率响应。推导了以最小化声压和声功率为目标的灵敏度,得到了约束阻尼板的最优构型。再次,为了研究约束阻尼在高频激励下的最优铺层,引入了能量有限元方法。首先计算了板结构在能量有限元条件下的单元矩阵,然后求出了弯曲波穿过不同介质的能量传递系数和反射系数,并根据求出的能量传递系数计算了耦合矩阵,最后将单元矩阵和耦合矩阵集成在系统矩阵中,求解了板结构在能量有限元条件下的能量密度响应。最后,为了对约束阻尼板进行优化,将约束阻尼单元等效为等厚度的均质单元,首先将优化模型退化为双材料拓扑优化。约束阻尼的中性面的选取依据是,使整体的应变能最小。然后推导了能量有限元条件下的灵敏度,结合变密度方法对约束阻尼结构进行优化。最后对不同边界条件下的约束阻尼板进行优化,得到了最优构型。

关键词：拓扑优化约束阻尼高频振动能量有限元功率流声辐射

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自由阻尼梁高频能量流响应的解析模型

航空学报 2019年第4期40卷 220-228页

作者：滕晓艳丰国宝江旭东赵贺桃哈尔滨工程大学机电工程学院哈尔滨150001 哈尔滨理工大学机械动力工程学院哈尔滨150080

针对自由阻尼梁的高频振动问题,基于波动理论提出了大阻尼复合结构的能量流解析模型。利用等效复刚度方法确定了完全自由阻尼梁结构的等效弯曲刚度和损耗因子,基于能量流分析方法构建了结构的能量密度控制方程,求解了结构的高频能量流... 详细信息

针对自由阻尼梁的高频振动问题,基于波动理论提出了大阻尼复合结构的能量流解析模型。利用等效复刚度方法确定了完全自由阻尼梁结构的等效弯曲刚度和损耗因子,基于能量流分析方法构建了结构的能量密度控制方程,求解了结构的高频能量流响应。分析了弯曲波在阻尼结构耦合处的能量传递特性,构建了局部自由阻尼梁的高频能量流解析模型,预测了大阻尼耦合结构的高频振动特性。数值结果表明,提出的能量流解析解与经典的时空平均波动解一致逼近,因而能够精确地预测自由阻尼梁等大阻尼复合结构的高频能量流响应。

关键词：自由阻尼梁能量流分析等效复刚度法能量密度高频振动

基于导重法的连续体结构功率流响应问题的拓扑优化

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哈尔滨理工大学学报 2019年第6期24卷 132-140页

作者：江旭东李鹏飞刘铮滕晓艳赵贺桃哈尔滨理工大学机械动力工程学院哈尔滨150080 哈尔滨工程大学机电工程学院哈尔滨150001

以最小功率流响应为目标,将导重法作为拓扑优化建模与求解方法,建立了相应的优化准则和迭代公式。通过典型算例研究了不同加载频率对结构最优拓扑的影响,数值结果表明:从宽频范围来看,结构在低频、中频和高频激振下的最优拓扑存在显著差... 详细信息

以最小功率流响应为目标,将导重法作为拓扑优化建模与求解方法,建立了相应的优化准则和迭代公式。通过典型算例研究了不同加载频率对结构最优拓扑的影响,数值结果表明:从宽频范围来看,结构在低频、中频和高频激振下的最优拓扑存在显著差异;低频段,结构最优拓扑趋于一致,而中高频段,结构最优拓扑对加载频率非常敏感。此外,以导重法求解结构功率流拓扑优化问题,具有迭代公式简单、适用范围广和易于收敛等优点,实现了对动力学拓扑优化问题简单、高效的求解。

关键词：拓扑优化导重法功率流响应连续体结构