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数字孪生驱动的航空发动机涡轮盘剩余寿命预测

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机械工程学报 2021年第22期57卷 106-113页

作者：付洋曹宏瑞郜伟强高文辉西安交通大学航空发动机研究所西安710049 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室西安710049 中国燃气涡轮研究院强度技术研究室成都610500

为解决航空发动机涡轮盘剩余寿命在线预测难题,提出一种数字孪生驱动的涡轮盘剩余寿命预测方法。在建立数字孪生模型的过程中,首先,分析涡轮盘疲劳裂纹损伤机理,构建性能退化指标,建立涡轮盘性能退化过程的共性表征模型;其次,分析多种... 详细信息

为解决航空发动机涡轮盘剩余寿命在线预测难题,提出一种数字孪生驱动的涡轮盘剩余寿命预测方法。在建立数字孪生模型的过程中,首先,分析涡轮盘疲劳裂纹损伤机理,构建性能退化指标,建立涡轮盘性能退化过程的共性表征模型;其次,分析多种不确定性因素,采用状态空间模型建立涡轮盘性能退化过程的个性表征模型;然后,通过动态贝叶斯网络描述状态空间模型随时间的演化规律,建立涡轮盘性能退化过程的动态演化模型;最后,采用粒子滤波算法实现涡轮盘退化状态追踪和剩余寿命预测,从而完成涡轮盘性能退化数字孪生模型的建立。融合涡轮盘实时传感数据,通过贝叶斯推理实现对该数字孪生模型的动态更新。通过某型涡轮盘试验数据对该方法进行验证,结果表明该数字孪生模型能够较好地解决涡轮盘剩余寿命在线预测问题。

关键词：涡轮盘性能退化数字孪生剩余寿命预测

基于叶型常数的航空发动机叶片高温高周疲劳应力预测技术

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航空动力学报 2024年

作者：罗现强代江波符顺国郜伟强中国航发四川燃气涡轮研究院

依据共振状态下悬臂梁振动应力的表达式，定义了不随温度变化而变化的叶型常数；通过在常温下测试叶片一阶共振应力与振幅的线性关系，可求出该常数。结合高温下容易测试的振幅、共振频率等参数，实现了高温状态下共振应力的预测。通过... 详细信息

依据共振状态下悬臂梁振动应力的表达式，定义了不随温度变化而变化的叶型常数；通过在常温下测试叶片一阶共振应力与振幅的线性关系，可求出该常数。结合高温下容易测试的振幅、共振频率等参数，实现了高温状态下共振应力的预测。通过高温应变计对涡轮叶片进行了 500 ℃、600 ℃、800 ℃、900 ℃的应变、振幅测试试验。实际测试结果与预测结果的比较表明，该预测技术是可行的，可以在不使用高温应变计的情况预测叶片在高温下的应力。应变绝对误差小于 5×10-5。

关键词：高温应力叶型常数涡轮叶片高温应变片

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基于叶端定时的转子叶片裂纹监测与诊断

推进技术 2022年第2期43卷 368-376页

作者：许敬晖乔百杰刘美茹郜伟强陈雪峰西安交通大学机械工程学院陕西西安710049 西安交通大学机械制造系统工程国家重点实验室陕西西安710049 中国航发四川燃气涡轮研究院四川成都610500

为了实现转子叶片裂纹非接触式监测,提出基于?0范数的叶端定时欠采样信号稀疏重构算法。针对叶端定时信号欠采样问题,建立欠采样信号稀疏表示模型,利用分块正交匹配追踪算法对叶端定时欠采样信号进行分段重构,进而监测在变转速非稳态工... 详细信息

为了实现转子叶片裂纹非接触式监测,提出基于?0范数的叶端定时欠采样信号稀疏重构算法。针对叶端定时信号欠采样问题,建立欠采样信号稀疏表示模型,利用分块正交匹配追踪算法对叶端定时欠采样信号进行分段重构,进而监测在变转速非稳态工况下转子叶片动频的变化情况,据此判断转子叶片是否产生裂纹。针对应变片信号间隔采样的特点,研究基于同步提取变换的时频分析方法,以提高时频图的时频聚集性。开展旋转叶片裂纹扩展试验,同时采用叶端定时和应变片系统测量叶片振动。对比叶端定时和应变片的分析结果,二者均可在裂纹叶片断裂之前至少20min,监测到裂纹叶片和正常叶片的动频发生分离的现象,即裂纹萌生致使叶片动频发生偏移,表明所提出的叶端定时欠采样信号重构方法能够实现转子叶片裂纹的监测与诊断。

关键词：叶端定时转子叶片稀疏重构频率辨识裂纹扩展监测

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吕梁山煤电公司选煤厂煤泥水处理技术改造

水力采煤与管道运输 2018年第4期 63-65页

作者：郜伟强山西焦煤霍州煤电集团吕梁山煤电有限公司洗煤厂山西吕梁033000

针对煤泥水系统细粒煤含量较大和矸石泥化的问题,吕梁山煤电公司选煤厂从浮选药剂的加药制度和工艺优化等方面进行探讨,结合入选原煤的煤质特征,通过新增机械搅拌式浮选机和多段拉开快速压滤机,大幅提升了该厂浮选精煤的产量和煤泥水系... 详细信息

针对煤泥水系统细粒煤含量较大和矸石泥化的问题,吕梁山煤电公司选煤厂从浮选药剂的加药制度和工艺优化等方面进行探讨,结合入选原煤的煤质特征,通过新增机械搅拌式浮选机和多段拉开快速压滤机,大幅提升了该厂浮选精煤的产量和煤泥水系统的处理能力,实现了压滤煤泥全部回收,洗水闭路循环。

关键词：煤泥水处理细粒煤药浮选剂压滤回收

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叶尖定时技术在转子叶片故障排除中的应用

航空动力学报 2022年第12期37卷 2818-2829页

作者：刘美茹郜伟强范毅郭宇星焦江昆乔百杰西安交通大学机械工程学院西安710049 中国航发四川燃气涡轮研究院成都610500 中国航发西安航空发动机有限公司西安710021

介绍了基于叶尖定时的非接触振动测试系统的基本原理和数据分析方法,并将之应用于某型航空发动机压气机第5级转子叶片掉块故障分析。通过优化传感器的轴向分布和周向布局,分别测量3类叶片(原型、优化和削角)前缘和尾缘位置高阶振动信息... 详细信息

介绍了基于叶尖定时的非接触振动测试系统的基本原理和数据分析方法,并将之应用于某型航空发动机压气机第5级转子叶片掉块故障分析。通过优化传感器的轴向分布和周向布局,分别测量3类叶片(原型、优化和削角)前缘和尾缘位置高阶振动信息,包括共振转速、频率和幅值。分别对比原型、优化叶片的前缘和尾缘测试结果,每类叶片的前缘和尾缘位置的共振幅值基本一致;对比3类叶片的前缘位置振动参数,优化叶片的共振转速较原型叶片有所增加,削角叶片的共振转速较优化叶片有所增加;对比原型、优化叶片尾缘位置振动参数,优化叶片的共振转速较原型叶片有所增加。可以判断:原型叶片发生疲劳断裂主要原因是其在工作转速4200 r/min出现高阶模态共振现象;优化叶片的共振转速较原型叶片增加40~80 r/min,叶片故障率降低,而削角叶片的共振转速较原型叶片增加140~180 r/min,且对应尾缘位置削角,可以排除叶片掉块故障。

关键词：叶尖定时转子叶片高阶模态共振转速共振频率

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吕梁山选煤厂重介质分选系统优化改造实践

煤炭加工与综合利用 2018年第7期 48-50页

作者：郜伟强霍州煤电集团吕梁山煤电公司选煤厂山西吕梁033102

吕梁山选煤厂针对当前工艺系统无法适应煤质变化及操作系统落后等问题,对重介质分选系统进行了一系列改造:采用双锥体型三产品旋流器取代旧式旋流器,将给料泵电机改用变频调速,对精煤稀介质采用两段磁选回收工艺等;通过改造,提升了洗选... 详细信息

吕梁山选煤厂针对当前工艺系统无法适应煤质变化及操作系统落后等问题,对重介质分选系统进行了一系列改造:采用双锥体型三产品旋流器取代旧式旋流器,将给料泵电机改用变频调速,对精煤稀介质采用两段磁选回收工艺等;通过改造,提升了洗选数量效率,降低了介质消耗,选煤厂取得了明显的效益。

关键词：选煤厂重介质分选工艺双锥体三产品重介质旋流器改造效果

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发动机涡轮转子叶片叶尖定时信号干扰与抑制

航空动力学报 2023年第8期38卷 1826-1836页

作者：刘美茹郜伟强代江波刘佳蓬卫靖澜乔百杰西安交通大学机械工程学院西安710049 中国航发四川燃气涡轮研究院成都610500

介绍转子叶片叶尖定时非接触测量原理及光纤传感器工作特点。将带冷却的光纤传感器应用于发动机涡轮转子叶片振动测试,获取高温高转速叶尖定时信号。结果显示,转速大于12513 r/min(叶片测试位置工作温度1326 K)时,脉冲信号出现严重干扰... 详细信息

介绍转子叶片叶尖定时非接触测量原理及光纤传感器工作特点。将带冷却的光纤传感器应用于发动机涡轮转子叶片振动测试,获取高温高转速叶尖定时信号。结果显示,转速大于12513 r/min(叶片测试位置工作温度1326 K)时,脉冲信号出现严重干扰,系统无法完成阈值触发和到达时间计时。分析干扰产生原因,提出降低干扰的滤波和蓝光发射方法,开展发动机涡轮转子叶片非接触测振试验,结果表明:滤波仅能够抑制红光辐射,12513 r/min以上信号干扰有所改善,12605 r/min(叶片测试位置工作温度1375 K)以上仍存在干扰;滤波结合蓝光发射能有效解决高温高转速下的干扰问题,12702 r/min(叶片测试位置工作温度1388 K)以下,叶尖定时信号脉冲波形较好,系统可有效实现阈值触发和到达时间计时。

关键词：叶尖定时光纤传感器涡轮转子叶片辐射抑制振动测试

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三产品重介质旋流器的研究与展望

煤炭加工与综合利用 2024年第9期 46-53页

作者：郜伟强霍州煤电集团有限责任公司山西临汾041000

三产品重介质旋流器是重要的煤炭洗选加工设备,广泛应用于各类难选、极难选煤炭的分选。经过数十年的发展,国内三产品重介质旋流器已逐渐从早期的宏观结构优化发展到现在的以新型分选理论为基础的三产品重介质分选设备研发,已逐渐形成... 详细信息

三产品重介质旋流器是重要的煤炭洗选加工设备,广泛应用于各类难选、极难选煤炭的分选。经过数十年的发展,国内三产品重介质旋流器已逐渐从早期的宏观结构优化发展到现在的以新型分选理论为基础的三产品重介质分选设备研发,已逐渐形成了我国独有的三产品重介质旋流器设计制造体系与洗选工艺体系。为了更好地发展三产品重介质旋流器,回顾了早期三产品重介质旋流器的研究情况,着重介绍了三种国内自主研发的新型三产品重介质旋流器,并对三产品重介质旋流器未来的发展方向进行了展望。

关键词：三产品重介质旋流器理论研究工业应用

选煤厂中煤和矸石煤泥水处理工艺的优化设计与实践

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煤炭加工与综合利用 2019年第8期 3-5页

作者：郜伟强山西焦煤霍州煤电集团吕梁山煤电有限公司选煤厂

吕梁山选煤厂针对中煤和矸石煤泥水处理工艺存在的问题,对其工艺流程进行了优化,将中煤和矸石煤泥水分别进行处理,并对中煤稀介质中所含煤泥进行再次分选;实践证明,改进后有效回收了炼焦煤资源,提升了选煤厂的精煤产率,取得了显著的经... 详细信息

吕梁山选煤厂针对中煤和矸石煤泥水处理工艺存在的问题,对其工艺流程进行了优化,将中煤和矸石煤泥水分别进行处理,并对中煤稀介质中所含煤泥进行再次分选;实践证明,改进后有效回收了炼焦煤资源,提升了选煤厂的精煤产率,取得了显著的经济效益。

关键词：选煤厂炼焦煤煤泥水工艺优化改造效果