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基于高空模拟试车台大口径套筒式柱塞阀流动特性分析

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机床与液压 2024年第14期52卷 187-194页

作者：李浩东张健平张松但志宏伍相全王韬竣西南科技大学制造科学与工程学院四川绵阳621010 中国航空发动机集团有限公司四川燃气涡轮研究院四川绵阳621703

为了准确描述大口径套筒式柱塞阀内速度、压力和流阻系数的变化规律,通过Fluent软件模拟开度、压比对套筒式柱塞阀流动特性的影响。结果表明:阀内速度和压力都沿着阀芯轴线对称分布,当开度增加时,轴向射流汇集区速度增大,出口速度随之增... 详细信息

为了准确描述大口径套筒式柱塞阀内速度、压力和流阻系数的变化规律,通过Fluent软件模拟开度、压比对套筒式柱塞阀流动特性的影响。结果表明:阀内速度和压力都沿着阀芯轴线对称分布,当开度增加时,轴向射流汇集区速度增大,出口速度随之增大,速度均匀性降低,节流窗口处气流压力减小,轴向压力趋于均匀,流阻系数随开度增加先迅速减小后趋于稳定;当压比增大时,进口速度先保持不变而后不断减小,存在临界压比,速度和压力逐渐趋于均匀,压比越大流阻系数下降越显著。

关键词：大口径套筒式柱塞阀流动特性开度压比

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热力耦合作用的双半内圈角接触球轴承热特性

轴承 2024年第4期 7-17页

作者：唐瑞曹赛赛高利霞李贵林邓四二中国航空发动机集团有限公司四川燃气涡轮研究院成都610000 河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003

针对航空发动机高速重载双半内圈角接触球轴承运行中生热问题,基于滚动轴承动力学以及传热学理论,考虑轴承热变形以及润滑油的作用,建立热力耦合作用的双半内圈角接触球轴承动力学分析模型。采用预估-校正的GSTIFF变步长积分算法求解动... 详细信息

针对航空发动机高速重载双半内圈角接触球轴承运行中生热问题,基于滚动轴承动力学以及传热学理论,考虑轴承热变形以及润滑油的作用,建立热力耦合作用的双半内圈角接触球轴承动力学分析模型。采用预估-校正的GSTIFF变步长积分算法求解动力学方程组,分析了工况参数和结构参数对轴承热特性的影响,结果表明:考虑热力耦合的轴承动力学模型更接近试验结果;内、外圈温度受转速以及轴向力的影响较大,轴向力对内、外圈温差的影响较大;内圈沟曲率半径系数对轴承温度的影响较大,当内圈沟曲率半径系数为0.532时内、外圈温差最小,外圈沟曲率半径系数和垫片厚度对轴承温度的影响较小。

关键词：滚动轴承角接触球轴承航空发动机内圈热特性动力学模型温升

非稳态工况下外圈带有ERSFD的圆柱滚子轴承保持架动态特性

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轴承 2024年第1期 62-70页

作者：王树涵杨海生晏军高利霞邓四二河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003 中国航空发动机集团有限公司四川燃气涡轮研究院成都610500

为降低航空发动机主轴传动系统的振动,通常将弹性环、挤压油膜阻尼器与圆柱滚子轴承联合使用。基于滚动轴承动力学理论和流体力学控制方程,建立了外圈带有弹性环式挤压油膜阻尼器(ERSFD)的圆柱滚子轴承动力学分析模型,采用GSTIFF预估-... 详细信息

为降低航空发动机主轴传动系统的振动,通常将弹性环、挤压油膜阻尼器与圆柱滚子轴承联合使用。基于滚动轴承动力学理论和流体力学控制方程,建立了外圈带有弹性环式挤压油膜阻尼器(ERSFD)的圆柱滚子轴承动力学分析模型,采用GSTIFF预估-校正变步长积分法对动力学微分方程组进行求解,分析转速、冲击载荷以及弹性环结构参数(凸台宽度、凸台数量)对外圈带有ERSFD的圆柱滚子轴承保持架动态特性的影响,结果表明:外圈带有ERSFD的圆柱滚子轴承保持架稳定性高于普通圆柱滚子轴承;转速和冲击载荷对保持架动态特性影响较大,保持架打滑率随着转速的增大而增大,随着轴承所受冲击载荷的增大而减小;过大或过小的弹性环凸台数量与宽度都不利于圆柱滚子轴承保持架的稳定性,需要选择合适的凸台数量和宽度。

关键词：滚动轴承圆柱滚子轴承航空发动机挤压油膜阻尼器转速冲击载荷保持架动态特性

酸性盐雾腐蚀对Al-BN涂层可磨耗性能的影响

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材料工程 2024年

作者：房永超李姝刘振李彰王森源王长亮田浩亮韩晓涵中国航发北京航空材料研究院航空材料先进腐蚀与防护航空科技重点实验室中国航发四川燃气涡轮研究院北京航空材料研究院股份有限公司

为探究酸性盐雾腐蚀对Al-BN涂层可磨耗行为的影响，开展了酸性盐雾腐蚀192 h前后大气等离子喷涂制备Al-BN涂层的组织结构、表面硬度、结合强度和可磨耗性能的对比研究。结果表明：经过酸性盐雾192 h腐蚀后，Al-BN涂层表面形成了由Al， A... 详细信息

为探究酸性盐雾腐蚀对Al-BN涂层可磨耗行为的影响，开展了酸性盐雾腐蚀192 h前后大气等离子喷涂制备Al-BN涂层的组织结构、表面硬度、结合强度和可磨耗性能的对比研究。结果表明：经过酸性盐雾192 h腐蚀后，Al-BN涂层表面形成了由Al， Al2O3， NaCl， BN组成的厚度约为300～350 μm的腐蚀致密层。相较于腐蚀前涂层，该腐蚀致密层的平均硬度与平均结合强度方差增大，在刮削过程中部分弱结合部位易发生刮离，并黏附于对偶叶片摩擦面，造成Al-BN涂层的进给深度比（incursion depth ratio，IDR）值由酸性盐雾腐蚀前的（11.43±0.46）%转变为酸性盐雾腐蚀后的（－12.02±0.38）%，导致Al-BN涂层的可磨耗刮磨机制由塑性变形、黏着磨损混合形式转变为塑性变形、黏着磨损、刮离黏附混合机制，摩擦因数由腐蚀前0.339±0.020提升至0.546±0.022。由此可知，酸性盐雾腐蚀对Al-BN涂层的可磨耗性能造成了不利影响。

关键词：铝氮化硼涂层酸性盐雾腐蚀可磨耗性能大气等离子喷涂

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发动机工作状态对排气扩压器流动特性的影响

西南科技大学学报 2024年第2期39卷 92-99页

作者：王韬竣张健平但志宏张松李浩东伍相全西南科技大学制造科学与工程学院四川绵阳621010 中国航空发动机集团有限公司四川燃气涡轮研究院四川绵阳621703

为了准确描述发动机工作状态对高空台排气扩压器流动特性的影响,采用Fluent软件数值模拟分析了3 km和5 km飞行高度,发动机中间状态、小加力状态和最大状态下高空台排气扩压器气流压力、速度、温度的变化规律。结果表明:飞行高度为3 km和... 详细信息

为了准确描述发动机工作状态对高空台排气扩压器流动特性的影响,采用Fluent软件数值模拟分析了3 km和5 km飞行高度,发动机中间状态、小加力状态和最大状态下高空台排气扩压器气流压力、速度、温度的变化规律。结果表明:飞行高度为3 km和5 km时,相同状态下排气扩压器内气流压力、速度、温度变化趋势基本一致。经过排气扩压器扩压减速后,发动机中间状态、小加力状态和最大状态下气流静压增加了12%,21%,25%,气流速度衰减了79%,80%,76%。当发动机工作状态从中间状态转变为最大状态时,排气扩压器内气流温度逐渐升高,波动也越大。

关键词：发动机工作状态排气扩压器流动特性数值模拟分析

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影响流量管流量系数的因素分析

测控技术 2024年第1期43卷 9-18页

作者：马宏伟屈冬平张志宏北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191 北京航空航天大学航空发动机研究院航空发动机气动热力国家级重点实验室北京100191 航空工业江西洪都航空工业集团有限责任公司江西南昌330024 中国航发四川燃气涡轮研究院高空模拟技术重点实验室四川绵阳621703

对某航空发动机整机试验装置的流量管三维流场进行数值模拟,通过布置虚拟测点,建立流量管虚拟试验校准和测量的仿真方法,研究流量管流量系数获取方法、校准试验测试布局,分析来流雷诺数、壁面粗糙度、流量管圆度对流量系数的影响。结果... 详细信息

对某航空发动机整机试验装置的流量管三维流场进行数值模拟,通过布置虚拟测点,建立流量管虚拟试验校准和测量的仿真方法,研究流量管流量系数获取方法、校准试验测试布局,分析来流雷诺数、壁面粗糙度、流量管圆度对流量系数的影响。结果表明,附面层位移厚度法和校准试验法获取的流量系数接近。在同一流向布置测量截面,流量系数随流量管内雷诺数的减小而减小,随流量管壁面粗糙度的增大而减小;低雷诺数工况下,流量系数对粗糙度变化不敏感。对于低雷诺数工况或者在流量管壁面粗糙度较大时,应采用附面层位移厚度法或校准试验法获取流量系数。流量系数对流量管圆度的变化不敏感,建议采用校准试验方法获得有变形的流量管的流量系数。尽量采用校准试验法获取流量管宽雷诺数范围的流量系数,采用实际测量工况下的雷诺数对应的流量系数,修正流量管测量数据,才可保证流量管测量精度。

关键词：流量管空气流量流量系数影响因素数值模拟

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镍石墨涂层酸性盐雾腐蚀后的组织结构与性能转变

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有色金属工程 2024年第7期14卷 24-32页

作者：房永超李姝刘振解维涛李彰王森源王长亮田浩亮中国航发北京航空材料研究院航空材料先进腐蚀与防护航空科技重点试验室北京100095 中国航发四川燃气涡轮研究院成都610500 中国石油长庆油田分公司第九采油厂陕西延安717600

采用热喷涂制备镍石墨(Ni-C)可磨耗封严涂层,并进行酸性盐雾192 h腐蚀。对酸性盐雾腐蚀前后涂层的组织结构、硬度、结合强度与可磨耗性能评价。结果表明:酸性盐雾腐蚀192 h后Ni-C涂层表面形成厚度约为200~300μm腐蚀区域,平均硬度由(34.... 详细信息

采用热喷涂制备镍石墨(Ni-C)可磨耗封严涂层,并进行酸性盐雾192 h腐蚀。对酸性盐雾腐蚀前后涂层的组织结构、硬度、结合强度与可磨耗性能评价。结果表明:酸性盐雾腐蚀192 h后Ni-C涂层表面形成厚度约为200~300μm腐蚀区域,平均硬度由(34.4±3.2)HR15Y提升至(41.1±2.4)HR15Y,平均结合强度由(14.6±0.7)MPa下降到(13.3±0.6)MPa。这主要是由于酸性盐雾腐蚀过程中腐蚀区域内石墨等软质材料出现流失,导致了涂层的表面硬度出现增高趋势。同时,涂层腐蚀区域与下部未腐蚀区域的结合性较差,造成结合强度出现降低,且在可磨耗刮削过程中硬化的腐蚀层易发生剥落,避免对偶叶片因涂层硬度升高而磨损加剧。涂层的整体磨损机制并未发生明显转变,仍为塑性变形与黏着态磨损的混合磨损机制。

关键词：热喷涂封严涂层可磨耗性能刮削

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环境温度对二维编织SiC/SiC复合材料拉伸性能的影响研究

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推进技术 2024年第1期45卷 212-218页

作者：杜金康于国强庞洋龙张华军梁小强高希光宋迎东南京航空航天大学能源与动力学院航空发动机热环境与热结构工业和信息化部重点实验室江苏南京210016 中国航发四川燃气涡轮研究院四川成都610500 空军装备部驻成都地区第二军事代表室四川成都610500 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 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室江苏南京210016

为了研究环境温度对陶瓷基复合材料拉伸性能的影响,在室温和800℃,1000℃,1200℃惰性气体保护环境下开展了二维编织SiC/SiC复合材料的拉伸试验。采用数字图像相关技术采集了高温环境下试件的变形数据。通过光学显微镜和扫描电子显微镜... 详细信息

为了研究环境温度对陶瓷基复合材料拉伸性能的影响,在室温和800℃,1000℃,1200℃惰性气体保护环境下开展了二维编织SiC/SiC复合材料的拉伸试验。采用数字图像相关技术采集了高温环境下试件的变形数据。通过光学显微镜和扫描电子显微镜拍摄了试件的断口形貌。结果表明:800~1200℃内,二维编织SiC/SiC复合材料的拉伸应力-应变响应同样具有明显的双线性特征,初始线性段的弹性模量与室温测试结果相近,高温环境下第二线性段弹性模量低于室温环境;800~1200℃惰性气体环境下材料拉伸强度较室温环境低20%左右;温度主要影响材料中纤维与基体的结合状态和SiC纤维的强度。一方面,温度越高断口纤维拔出情况越严重;另一方面,温度越高SiC纤维强度越低,二维编织SiC/SiC复合材料强度也有所下降。

关键词：航空发动机陶瓷基复合材料二维编织SiC/SiC复合材料拉伸性能断口形貌

酸性盐雾腐蚀后镍硅氮化硼涂层的可磨耗性能转变研究

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热喷涂技术 2024年第2期16卷 28-35,87页

作者：房永超李姝刘振青顼栋李彰王森源岳震王长亮田浩亮中国航发北京航空材料研究院航空材料先进腐蚀与防护航空科技重点实验室北京100095 中国航发四川燃气涡轮研究院成都610500 中国石油长庆油田分公司第七采油厂甘肃庆阳745700

采用大气等离子喷涂制备镍硅氮化硼(NiSi-BN)可磨耗封严涂层并进行酸性盐雾192 h腐蚀处理。对腐蚀前后涂层的组织结构、硬度、结合强度进行分析。采用高温超高速可磨耗试验机研究腐蚀前后的涂层在650℃下与GH4169叶片的可磨耗刮削行为... 详细信息

采用大气等离子喷涂制备镍硅氮化硼(NiSi-BN)可磨耗封严涂层并进行酸性盐雾192 h腐蚀处理。对腐蚀前后涂层的组织结构、硬度、结合强度进行分析。采用高温超高速可磨耗试验机研究腐蚀前后的涂层在650℃下与GH4169叶片的可磨耗刮削行为的差异性。研究结果表明:酸性盐雾腐蚀后NiSi-BN涂层的平均硬度由(11.9±0.40)HBW升高为(18.2±1.7)HBW,平均结合强度为变化不大,为(6.7±1.5)MPa,IDR值由腐蚀前10.77%±0.74%升高至26.70%±4.60%,酸性盐雾腐蚀192 h后NiSi-BN涂层的可磨耗性能出现明显下降。这主要是由于腐蚀区域涂层的硬度较高,造成叶片的磨损高度由腐蚀前的(0.05±0.01)mm增加至腐蚀后的(0.12±0.03)mm,对偶叶片与涂层间的摩擦作用更为剧烈,进而腐蚀态涂层的IDR值出现升高,涂层的可磨耗性能降低。

关键词：热喷涂可磨耗封严涂层酸性盐雾腐蚀可磨耗性能镍硅氮化硼涂层