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空气涡轮起动机异常振动诊断的STFT分析

机械制造与自动化 2024年第1期53卷 238-242页

作者：熊欣乔思佳朱钰珏蒋聪任悦臧朝平中国航空工业集团有限公司金城南京机电液压工程研究中心江苏南京211106 空军装备部驻南京地区第三军事代表室江苏南京211106 海军指挥学院外训大队翻译室江苏南京210016 南京航空航天大学能源与动力学院江苏南京210016

采用短时傅里叶变换分析方法,对某型空气涡轮起动机在交付前试验流程的起动过程振动响应进行非平稳特征分析,有效识别振动幅值偏大,判定异常振动,避免其交付后出现振动故障。通过对比空气涡轮起动机起动过程的正常状态与振动异常状态的... 详细信息

采用短时傅里叶变换分析方法,对某型空气涡轮起动机在交付前试验流程的起动过程振动响应进行非平稳特征分析,有效识别振动幅值偏大,判定异常振动,避免其交付后出现振动故障。通过对比空气涡轮起动机起动过程的正常状态与振动异常状态的短时傅里叶时频谱分析,获得异常振动的时频谱特征,对导致异常的零部件和装配因素进行了分析。结果表明:将短时傅里叶变换应用于空气涡轮起动机起动过程的振动信号分析能够对振动的非平稳特征进行有效识别。

关键词：空气涡轮起动机短时傅里叶变换故障诊断

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空气涡轮起动机包容性试验方案设计分析

热力透平 2024年第3期53卷 170-174,203页

作者：孙震方泽辉赵君吉斌瞿明敏上海航空机械有限公司上海201300 浙江海骆航空科技有限公司湖州313200

空气涡轮起动机在设计过程中,需要进行包容性试验。试验前设计了转子转接段工装,并进行了强度校核。对壳体处理方案以及轮盘切割槽方案进行了分析,预制了涡轮转子切割槽,其径向长度为20.1 mm,周向角度为90°。采用触发线和振动超限2种... 详细信息

空气涡轮起动机在设计过程中,需要进行包容性试验。试验前设计了转子转接段工装,并进行了强度校核。对壳体处理方案以及轮盘切割槽方案进行了分析,预制了涡轮转子切割槽,其径向长度为20.1 mm,周向角度为90°。采用触发线和振动超限2种方式触发试验台停机,然后设置试验参数,在试验台上进行了包容性试验。结果表明转速为121060 r/min时,涡轮转子的轮盘可三等分破裂并逐渐向外甩出,同时包容环保持包容状态。试验结果验证了所提出的切割槽方案满足包容性试验要求。研究结果可以为空气涡轮起动机包容性试验方案的设计提供参考。

关键词：空气涡轮起动机涡轮转子轮盘包容性试验强度

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超高转速空气涡轮起动机转子临界转速研究

机械制造与自动化 2024年第5期53卷 73-76,107页

作者：蒋聪乔思佳朱钰珏鲍毅超南京航空航天大学机电学院江苏南京210016 中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心江苏南京211106 空军装备部驻南京地区第三军事代表室江苏南京210008 中国人民解放军海军指挥学院江苏南京210016

某型航空用超高转速空气涡轮起动机在研制周期内时常出现涡轮转子在通过二阶临界转速时整机振动异常的情况。基于实体模型的有限元分析方法,对其涡轮转子系统进行建模,分别利用分析软件和专用动力学软件计算涡轮转子系统的临界转速,并... 详细信息

某型航空用超高转速空气涡轮起动机在研制周期内时常出现涡轮转子在通过二阶临界转速时整机振动异常的情况。基于实体模型的有限元分析方法,对其涡轮转子系统进行建模,分别利用分析软件和专用动力学软件计算涡轮转子系统的临界转速,并与大量的试验结果进行对比,分析计算与试验结果的差异原因,从正常工作转速、转子支撑结构设计等方面对该航空用空气涡轮起动机实现临界转速合理设计提出优化建议。

关键词：有限元空气涡轮起动机涡轮转子临界转速振动

空气涡轮起动机调压装置AMESim建模与仿真

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航空动力学报 2012年第2期27卷 450-456页

作者：孙牧桥苏三买成剑宋瑞涛西北工业大学动力与能源学院西安710072 中国航空工业集团公司中国航空动力机械研究所湖南株洲410003

根据空气涡轮起动机ATS(air turbine starter)系统中调压装置(该装置为一个多气动部件组成的压力闭环控制系统)的结构特点及工作原理,通过理论分析建立了其数学模型,采用模块化方法设计了调压装置的AMESim仿真模型.以某型ATS为应用对象... 详细信息

根据空气涡轮起动机ATS(air turbine starter)系统中调压装置(该装置为一个多气动部件组成的压力闭环控制系统)的结构特点及工作原理,通过理论分析建立了其数学模型,采用模块化方法设计了调压装置的AMESim仿真模型.以某型ATS为应用对象,分别在斜坡输入、随机方波输入、阶跃输入及正弦输入下进行系统输出压力仿真.结果显示在不同输入下的压力输出基本恒定,典型工作状态仿真数据与试验数据比较,误差小于3%,表明建模方法是正确的,所建模型可满足工程要求.

关键词：空气涡轮起动机调压装置 AMESim 模块化建模与仿真

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空气涡轮起动机优化设计和匹配特性

南京航空航天大学学报 2023年第2期55卷 226-232页

作者：陈靖华徐伟祖李传鹏航空机电系统综合航空科技重点实验室南京211106 中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心南京211106 南京普国科技有限公司南京210000 南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

为改善某型空气涡轮起动机的性能,并使其与辅助动力装置的引气特性匹配,采用数值仿真和试验相结合的方法,开展了某型空气涡轮起动机气动性能和流场细节的研究,并完成了导向器和涡轮级叶型优化设计,改型后涡轮流量增大了23.2%,效率提升了... 详细信息

为改善某型空气涡轮起动机的性能,并使其与辅助动力装置的引气特性匹配,采用数值仿真和试验相结合的方法,开展了某型空气涡轮起动机气动性能和流场细节的研究,并完成了导向器和涡轮级叶型优化设计,改型后涡轮流量增大了23.2%,效率提升了3.4%,功率增加了18.0%。数值仿真和试验结果的对比表明,流量整体差别较小,波动范围在±3%以内,均值为0.17%;功率差别最大为2.38%,最小为0.1%,符合性较好。数值仿真结果表明,空气涡轮起动机改型后与辅助动力装置的引气特性线存在共同工作点,实现了两者的匹配工作,改善了辅助动力装置的工作状况。

关键词：空气涡轮起动机数值仿真试验匹配性能

涡轮气动设计对空气涡轮起动机自由运转转速的影响分析

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推进技术 2023年第1期44卷 96-104页

作者：欧阳玉清杨伟平潘尚能张绍文刘存良中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002 西北工业大学动力与能源学院陕西西安710129

为控制空气涡轮起动机自由运转,减少自由运转转速过高对空气涡轮起动机结构重量及安全运行带来的不利影响,开展了涡轮气动设计对空气涡轮起动机自由运转转速的影响分析,提出通过控制来流攻角降低自由运转转速的气动设计方法,识别了影响... 详细信息

为控制空气涡轮起动机自由运转,减少自由运转转速过高对空气涡轮起动机结构重量及安全运行带来的不利影响,开展了涡轮气动设计对空气涡轮起动机自由运转转速的影响分析,提出通过控制来流攻角降低自由运转转速的气动设计方法,识别了影响来流攻角的四个主要因素:叶片构造角、反力度、载荷系数和流量系数。结果表明:来流攻角对自由运转转速具有非常明显的影响,通过选择合适的气动参数,可有效提高峰值功率转速下的负攻角,增强大转速状态下的转子攻角损失,进而降低涡轮自由运转转速。进一步,整机试验结果证明,采用本文提出的设计方法,优化后的涡轮在峰值功率基本不变的前提下,峰值功率转速降低17.8%,自由运转转速可降低近20%。

关键词：空气涡轮起动机涡轮气动设计攻角自由运转转速

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空气涡轮起动机包容性研究

燃气涡轮试验与研究 2017年第6期30卷 27-32页

作者：侯乐毅陈靖华郑妹中国航空工业集团公司金城南京机电液压工程研究中心南京211106

根据飞机对高能设备的包容要求,分析总结了空气涡轮起动机应具备的包容性,明确了空气涡轮起动机包容性的研究方法。以空气涡轮起动机包容性设计为目标对原有包容结构进行改进,构建包容模型和有限元仿真模型,动态研究了涡轮转子碎裂以及... 详细信息

根据飞机对高能设备的包容要求,分析总结了空气涡轮起动机应具备的包容性,明确了空气涡轮起动机包容性的研究方法。以空气涡轮起动机包容性设计为目标对原有包容结构进行改进,构建包容模型和有限元仿真模型,动态研究了涡轮转子碎裂以及碎块的运动轨迹,并进行了试验验证。试验结果表明:改进后的空气涡轮起动机达到了包容设计的要求,能够包容涡轮转子最大能量状态的碎块能量,结构改进方案有效。

关键词：空气涡轮起动机高能转子包容结构机匣轮盘碎片运动轨迹

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空气涡轮起动机测试数据采集系统

测控技术 2011年第7期30卷 16-18页

作者：孟武胜赵娜巨亚鸽西北工业大学自动化学院陕西西安710129

开发了一种用于空气涡轮起动机性能试验的数据采集系统。该系统能实现试验流程的自动监控,实验数据的自动采集、处理,以及实验结果的显示、存储及打印输出。通过反映涡轮起动机状态的参数,成功地诊断涡轮起动机的运行状态及典型故障。... 详细信息

开发了一种用于空气涡轮起动机性能试验的数据采集系统。该系统能实现试验流程的自动监控,实验数据的自动采集、处理,以及实验结果的显示、存储及打印输出。通过反映涡轮起动机状态的参数,成功地诊断涡轮起动机的运行状态及典型故障。现场运行结果表明了该系统的有效性和优越性。

关键词：空气涡轮起动机数据采集传感器

空气涡轮起动机两级星型齿轮传动系统强度及修形研究

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空气涡轮起动机两级星型齿轮传动系统强度及修形研究

作者：吕世恒南京航空航天大学

学位级别：硕士

两级星型齿轮传动系统是空气涡轮起动机传动系统中最为常用的齿轮传动形式之一,具有结构紧凑、传动比大、承载能力强等显著优点,是空气涡轮起动机中最为重要的部件之一。然而空气涡轮起动机的输入转速极高、工作条件十分苛刻,影响了传... 详细信息

两级星型齿轮传动系统是空气涡轮起动机传动系统中最为常用的齿轮传动形式之一,具有结构紧凑、传动比大、承载能力强等显著优点,是空气涡轮起动机中最为重要的部件之一。然而空气涡轮起动机的输入转速极高、工作条件十分苛刻,影响了传动系统的强度与传动质量。因此,对传动系统进行强度分析及修形设计显得尤为重要。本文针对空气涡轮起动机两级星型齿轮传动系统的强度分析及修形设计方法展开了研究,主要研究工作如下:1)建立了考虑双联星轮横向振动的弯扭耦合动力学模型,形成了计入啮合相位的准静态传递误差计算方法,推导了两级星型齿轮传动系统动载系数计算方法,研究了啮合相位与支承刚度对系统动载系数的影响规律。2)建立了变工况齿轮载荷统计分析方法,形成了基于损伤累积理论的变载荷齿轮强度分析方法,编制了系统强度分析软件,并基于空气涡轮起动机实测工况数据,开展了两级星型齿轮传动系统强度分析,通过与国标计算结果的比较,验证了系统强度分析方法的可行性。3)推导了考虑齿廓修形的准静态传递误差计算方法,形成了圆柱齿轮副齿廓修形设计方法,设计并研制了未修形与修形齿轮试验件4对,开展了圆柱齿轮副动响应测试试验,验证了圆柱齿轮副齿廓修形设计方法的有效性。4)基于圆柱齿轮副齿廓修形设计方法,建立了系统齿廓修形设计的数学模型,获得了系统齿廓修形参数,开展了未修形与修形齿轮系统的动态响应对比分析,验证了系统齿廓修形设计方法的可行性。

关键词：空气涡轮起动机两级星型齿轮传动系统动载系数变载荷强度齿廓修形