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典型高负荷大弯角压气机叶型的标准叶栅试验研究

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航空学报 2025年

作者：李瑞宇蔡明欧阳波高丽敏刘波刘宝杰西北工业大学动力与能源学院四川天府新区西工大先进动力研究院航空工业第一飞机设计研究院北京航空航天大学航空发动机研究院

可靠、完备的压气机平面叶栅试验数据是高负荷压气机设计体系建设和数值方法准确性验证的重要前提。面向高负荷压气机设计体系建设对大弯角标准叶栅试验数据的需求，针对国内自主知识产权叶栅试验数据缺乏、已公开数据难以满足高负荷设... 详细信息

可靠、完备的压气机平面叶栅试验数据是高负荷压气机设计体系建设和数值方法准确性验证的重要前提。面向高负荷压气机设计体系建设对大弯角标准叶栅试验数据的需求，针对国内自主知识产权叶栅试验数据缺乏、已公开数据难以满足高负荷设计需求以及缺乏流场品质检测导致数据难以正确使用的问题，经国家科技重大专项组研究讨论，借助于西北工业大学在平面叶栅风洞流场品质的影响机理和调控策略的研究成果，基于我国自主设计和构建的高负荷大弯角压气机叶栅NPU-28（叶型弯角43.5°、稠度1.72，扩散因子0.5），开展标准化叶栅试验研究，旨在建立现代高负荷压气机标准叶栅模型。试验获得了来流马赫数0.4、攻角-10.9°～5.1°范围内9个工况下的叶栅攻角特性、叶片表面等熵马赫数以及叶栅通道出口总压损失系数和出气角等丰富的试验数据，提供了流场品质参数（来流马赫数不确定度、轴向速度密度比以及出口周期性指数）、测量位置、试验工况和来流湍流度等完整的试验信息，目前已支撑我国压气机叶型设计体系的建设。数据将同步上传到由中国科学院构建的“科学数据银行”（ScienceDB）用于数据的共享，提供高质量、可靠的现代高负荷压气机叶栅数据。数据下载地址：https://***/s/BrUjAv

关键词：压气机叶栅平面叶栅风洞试验高负荷大弯角标准叶栅试验

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航空发动机钛合金机匣包容性数值仿真

爆炸与冲击 2025年

作者：曹苗张春阳刘宗兴赵振强刘军李玉龙西北工业大学航空学院强度与结构完整性全国重点实验室

航空发动机机匣包容性问题非常复杂，涉及大变形、材料粘塑性及结构非线性动态响应等。针对某型发动机风扇机匣包容性评估需求，提出一种结合打靶试验和有限元分析评估机匣包容能力的方法。采用叶片型弹体冲击半环模拟机匣以获取钛合金... 详细信息

航空发动机机匣包容性问题非常复杂，涉及大变形、材料粘塑性及结构非线性动态响应等。针对某型发动机风扇机匣包容性评估需求，提出一种结合打靶试验和有限元分析评估机匣包容能力的方法。采用叶片型弹体冲击半环模拟机匣以获取钛合金机匣的冲击损伤基本特性，并基于接触-碰撞显式动力学分析软件建立相应的数值仿真模型，对比弹体剩余速度、靶板径向变形量以及结构损伤形貌的数值仿真结果与试验测试结果，二者良好的一致性表明本文数值仿真方法的准确性。最后采用验证过的数值仿真方法建立真实断裂叶片撞击风扇机匣的计算模型，研究断叶转速及断叶尺寸对机匣包容性的影响。结果表明，旋转状态下风扇机匣的包容能力大于打靶试验中机匣所能承受的叶片冲击能量，工程设计中打靶试验可按照真实机匣临界包容速度的0.76倍进行穿透阈值设计；同时建立了机匣包容能力表征参量与断叶转速、尺寸的关联模型，发现机匣塑性变形能与叶片丢失转速呈四次方关系，与断叶尺寸呈平方关系；且随着断叶尺寸的增大，机匣临界包容转速呈指数倍下降。

关键词：航空发动机钛合金机匣打靶试验接触-碰撞动力学包容过程

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支承对航空发动机中央传动杆动态特性的影响

哈尔滨工业大学学报 2017年第1期49卷 139-143页

作者：杜佳佳梁作斌臧戈中航工业沈阳发动机设计研究所沈阳110015 航空发动机动力传输航空科技重点实验室(中航工业沈阳发动机设计研究所) 沈阳110015

为改善航空发动机中央传动杆的动态特性,结合某航空发动机中央传动杆的结构及工况参数,采用有限单元法建立动力学模型及方程,对中央传动杆的动态特性进行理论分析.探讨陀螺力矩对临界转速以及中间辅助支点的支承位置和支承刚度对中央传... 详细信息

为改善航空发动机中央传动杆的动态特性,结合某航空发动机中央传动杆的结构及工况参数,采用有限单元法建立动力学模型及方程,对中央传动杆的动态特性进行理论分析.探讨陀螺力矩对临界转速以及中间辅助支点的支承位置和支承刚度对中央传动杆临界转速的影响.提出中间辅助支点最佳位置的确定方法,对中央传动杆的工程设计具有一定的应用价值.分析结果表明:在工作转速范围内,陀螺力矩对其固有频率的影响较小,不大于0.5%;中间辅助支点设置在中间无支点时的二弯"振型节点"处时,可使中央传动杆获得最高的临界转速,以及最大的支承刚度设计裕度.试验结果验证了理论计算方法的正确性.

关键词：航空发动机中央传动杆临界转速辅助支点支承

基于POD方法的对转压气机叶顶非定常流场分析

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航空动力学报 2025年第2期40卷 53-67页

作者：王磊高丽敏茅晓晨郭彦超俞一波西北工业大学动力与能源学院西北工业大学翼型、叶栅空气动力学国家级重点实验室

为深入研究对转压气机内的非定常流动特征及其流动机理，基于非定常数值模拟和本征正交分解（POD）方法开展了对转压气机近失速工况下的叶顶非定常流场分析。结果表明：上游转子（R1）叶顶非定常流场的主导频率为1BPF（叶片通过频率）... 详细信息

为深入研究对转压气机内的非定常流动特征及其流动机理，基于非定常数值模拟和本征正交分解（POD）方法开展了对转压气机近失速工况下的叶顶非定常流场分析。结果表明：上游转子（R1）叶顶非定常流场的主导频率为1BPF（叶片通过频率），其主导结构主要是由下游势流的影响以及相邻叶片叶尖泄漏流及二次泄漏流冲击作用导致的，并且下游转子（R2）的势流作用对转子R1的非定常流动影响较大；在转子R2叶顶流场中，POD方法成功捕捉到了叶片前缘进口通道处由泄漏流溢流所导致的主要流动结构，其主导频率为0.8BPF，并且在转子R2非定常流场中起主导作用。同样转子R2受到两排转子干涉的影响，模态的主导频率为1BPF。此外，通过POD模态进行叶顶流场重构进一步反映出了对非定常流场起主导作用的流动结构。

关键词：对转压气机本征正交分解(POD)方法非定常流场 POD模态近失速流场

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线接触弹流润滑最小油膜厚度综合对比分析

推进技术 2023年第3期44卷 36-44页

作者：侯岩锟刘振刚刘振侠王秋菊胡敦珂邢彬西北工业大学动力与能源学院陕西西安710129 中国航空发动机集团航空发动机动力传输重点实验室辽宁沈阳110015

针对航空发动机中某直齿轮节圆位置,考虑弹流润滑中的热效应,研究了速度参数(u),载荷参数(w)与材料参数(g)对等温解与热解的影响。并对目前广泛用于计算等温条件下最小油膜厚度的三种经验公式进行了对比分析。发现在本文研究的工况范围... 详细信息

针对航空发动机中某直齿轮节圆位置,考虑弹流润滑中的热效应,研究了速度参数(u),载荷参数(w)与材料参数(g)对等温解与热解的影响。并对目前广泛用于计算等温条件下最小油膜厚度的三种经验公式进行了对比分析。发现在本文研究的工况范围内采用Грубин与Dowson公式计算得到的弹流润滑等温解与热解误差较大。而Yang公式在速度参数较低或载荷参数适中的情况下等温解与热解误差较小,在部分工况中可以直接采用该公式对线接触最小油膜厚度进行预测。三种等温经验公式均将载荷参数的影响估计过高。同时以相对误差10%作为量化等温解与热解的界限给出了各无量纲参数的参考范围,若满足以下条件之一,则不可忽略弹流润滑中热效应的影响,等温解不再适用:(1)u>10^-(10);(2)w5×10^(-11);(3)w>3×11^(-4)。

关键词：航空发动机线接触油膜厚度弹流润滑热效应

航空发动机内啮合摆线齿轮泵高空特性数值研究

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推进技术 2015年第6期36卷 846-851页

作者：李志浩刘振侠吕亚国郁丽李国权西北工业大学动力与能源学院陕西西安710072 中航工业沈阳发动机设计研究所辽宁沈阳110015 中航工业航空发动机动力传输航空科技重点实验室辽宁沈阳110015

高空性是评价航空发动机齿轮泵性能的关键参数之一,为了获得摆线泵的高度特性曲线,并分析其影响因素,采用三维非定常数值模拟的方法,应用动网格技术对单级内啮合摆线齿轮泵的高空特性进行定量分析。结果表明:随着飞行高度增加,摆线泵内... 详细信息

高空性是评价航空发动机齿轮泵性能的关键参数之一,为了获得摆线泵的高度特性曲线,并分析其影响因素,采用三维非定常数值模拟的方法,应用动网格技术对单级内啮合摆线齿轮泵的高空特性进行定量分析。结果表明:随着飞行高度增加,摆线泵内的空化现象加剧,供油流量减少;当飞行高度在8km以上时,容积效率随高度上升而急剧下降,且在相同的出口条件下,低转速摆线泵的容积效率明显高于高转速工况;当飞行高度在8km时,增大摆线泵出口压力,出口流量脉动幅度由时均流量的16%增至20%,且出口流量的脉动频率随摆线泵的转速加快而变大。所以,摆线泵在高空工作时,降低转速即可以满足供油需求,同时减少系统负担。

关键词：摆线齿轮泵高空特性容积效率流量脉动

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节流通风的航空发动机轴承腔腔压计算方法

航空动力学报 2012年第11期27卷 2616-2621页

作者：郁丽李国权中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所沈阳110015 中国航空工业集团公司航空发动机动力传输航空科技重点实验室沈阳110015

为解决节流通风的航空发动机轴承腔的腔压难以计算的问题,考虑节流孔处通风介质可压缩性,结合某典型节流通风轴承腔的实例,分析了节流通风的发动机轴承腔通风气体流动的特点,提出了其腔压计算方法.通过实例计算,结果表明:计算值与试验... 详细信息

为解决节流通风的航空发动机轴承腔的腔压难以计算的问题,考虑节流孔处通风介质可压缩性,结合某典型节流通风轴承腔的实例,分析了节流通风的发动机轴承腔通风气体流动的特点,提出了其腔压计算方法.通过实例计算,结果表明:计算值与试验值的绝对误差较小,结果满足滑油系统与空气系统联合计算的工程需要.该计算方法可为节流通风的航空发动机轴承腔腔压计算提供参考.

关键词：航空发动机滑油系统通风系统节流通风轴承腔

齿向修形齿轮啮合刚度及齿向载荷分布系数的计算研究

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机械传动 2017年第10期41卷 96-103页

作者：邢彬侯明曦孔祥锋中航工业沈阳发动机设计研究所航空发动机动力传输航空科技重点实验室辽宁沈阳110015

齿向修形技术已成为提高齿轮传动性能、降低振动噪声的主要手段之一。其中,啮合刚度、载荷分布系数是评价齿轮修形效果优劣的主要参数。考虑安装误差的影响,利用有限元准静态分析方法,对不同修形量齿轮的啮合刚度以及载荷分布系数开展... 详细信息

齿向修形技术已成为提高齿轮传动性能、降低振动噪声的主要手段之一。其中,啮合刚度、载荷分布系数是评价齿轮修形效果优劣的主要参数。考虑安装误差的影响,利用有限元准静态分析方法,对不同修形量齿轮的啮合刚度以及载荷分布系数开展定量计算。分析得到了安装误差、齿轮修形量对齿轮啮合刚度以及载荷分布系数的影响规律。结果表明,齿向修形不仅能增加齿轮的啮合刚度还可以降低不平行度误差引起的齿向载荷分布系数,安装误差一定时齿轮存在最佳值域的齿向修形量,偏离该值域时传动性能变差。

关键词：齿向修形有限元啮合刚度齿向载荷分布系数

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基于二维图纸的机载线缆三维重建方法

图学学报 2025年

作者：李默蔡晨曙陈俊诏王萍赵博曾龙李明方强中航工业陕西飞机工业(集团)有限公司浙江大学计算机辅助设计与图形学国家重点实验室浙江大学机械工程学院中航西安飞机工业集团股份有限公司海南科技职业大学

线缆在飞机等航空器上广泛存在，连接着飞机上各种设备和动力系统。目前，在飞机线缆大规模敷设过程中，仍主要根据二维图纸手动完成，效率低、精度差。如何从复杂的二维图纸中提取线缆数据信息，将其转化为清晰、直观的三维模型，优化... 详细信息

线缆在飞机等航空器上广泛存在，连接着飞机上各种设备和动力系统。目前，在飞机线缆大规模敷设过程中，仍主要根据二维图纸手动完成，效率低、精度差。如何从复杂的二维图纸中提取线缆数据信息，将其转化为清晰、直观的三维模型，优化线缆的布线过程，成为一个亟待解决的领域关键问题。二维图纸包含大量线缆图形结构和标注信息，它们布局密集，表现形式不直观，且相互干扰，对线缆三维重建造成巨大挑战。针对此工程实际需求，提出了基于二维图纸的机载线缆三维重建方法，对二维图纸信息进行准确、高效的提取、整合和重建，以真实反映出线缆三维空间位置关系。通过二维线缆敷设图纸的自动读取，提出了结合双向最佳匹配策略的断线连接算法和二维线缆敷设图的线缆重建方法，最终实现了三维线缆拓扑和几何结构的重建，并在工程实际数据上进行了测试和验证。

关键词：三维线缆重建图纸识别计算机辅助设计与制造