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HB与ISO标准中渐开线圆柱齿轮胶合承载能力计算标准比较

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燃气涡轮试验与研究 2018年第1期31卷 59-62页

作者：郭梅梁作斌陈聪慧中国航发沈阳发动机研究所沈阳110015 中国航发航空发动机动力传输航空科技重点实验室沈阳110015

分析和比较了航空工业标准(HB)与国际标准化组织(ISO)标准基于积分温度法计算的渐开线圆柱齿轮胶合承载能力差异。通过计算方法比较和实例计算对比两种途径,找出了两种标准计算公式的差异,修正系数种类、取值上的差异,及其对计算结果的... 详细信息

分析和比较了航空工业标准(HB)与国际标准化组织(ISO)标准基于积分温度法计算的渐开线圆柱齿轮胶合承载能力差异。通过计算方法比较和实例计算对比两种途径,找出了两种标准计算公式的差异,修正系数种类、取值上的差异,及其对计算结果的影响。研究结果表明,ISO标准比HB考虑的影响因素更多、范围更广,而且在轮齿载荷、跑合效果、摩擦因数计算上存在较大差异,使得ISO标准计算的齿面温度更高;ISO标准中提供的容许胶合温度试验样本,考虑了多种载荷、润滑油、齿轮中心距等不同组合,对计算结果指导更全面。

关键词：渐开线圆柱齿轮 HB ISO标准 GB 齿轮胶合积分温度法

基于高效高精度离散伴随方法的叶轮机叶片气动优化设计

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工程热物理学报 2024年第1期45卷 46-57页

作者：吴航空王丁喜黄秀全西北工业大学动力与能源学院西安710072 航空发动机内流重点实验室西安710072

精确的灵敏度信息是开展高效伴随优化设计的关键。首先在课题组自主研发的雷诺平均纳维-斯托克斯方程的基础上,借助源代码转化类型的自动微分软件-Tapenade开发离散伴随求解器。然后着重研究流场求解器收敛特性、伴随求解器收敛特性、... 详细信息

精确的灵敏度信息是开展高效伴随优化设计的关键。首先在课题组自主研发的雷诺平均纳维-斯托克斯方程的基础上,借助源代码转化类型的自动微分软件-Tapenade开发离散伴随求解器。然后着重研究流场求解器收敛特性、伴随求解器收敛特性、“定黏假设”方法和四种不同灵敏度计算方法对离散伴随灵敏度求解精度的影响,并总结高效高精度灵敏度求解方法的经验,为后续开展高效伴随优化设计奠定基础。最后以跨声速转子NASA Rotor 67为研究对象开展叶轮机气动优化设计,并采用商业软件NUMECA对优化结果进行校核,验证优化结果的可靠性及有效性。

关键词：离散伴随收敛特性灵敏度计算方法定黏假设叶轮机气动优化设计

基于第二代非支配排序遗传算法的转子优化设计

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推进技术 2015年第12期36卷 1881-1886页

作者：黄晶晶郑龙席刘钢旗梅庆西北工业大学动力与能源学院陕西西安710072 航空发动机振动技术航空科技重点实验室湖南株洲412002

为了减小双盘转子系统的整体振动,针对航空发动机普遍采用的典型1-0-1支承结构下的双盘转子,提出了一种使用多学科优化软件Isight与通用有限元软件ANSYS集成的分析方法。将两转盘位置作为优化变量,以一阶临界转速在10%内的变化为约束条... 详细信息

为了减小双盘转子系统的整体振动,针对航空发动机普遍采用的典型1-0-1支承结构下的双盘转子,提出了一种使用多学科优化软件Isight与通用有限元软件ANSYS集成的分析方法。将两转盘位置作为优化变量,以一阶临界转速在10%内的变化为约束条件,采用第二代非支配排序遗传算法NSGA_Ⅱ(Non-Dominated Sorting Genetic AlgorithmⅡ)最小化过一阶临界转速时两转盘的振幅。在高速柔性模拟转子试验器上进行了试验验证,优化后,盘1过一阶临界转速时最大振幅下降了77%,盘2下降了68%,试验结果证明了该优化方法的正确性,能够有效、准确地获取转盘的最优位置,提高了转子设计的效率和质量。

关键词：双盘转子多目标优化第二代非支配排序遗传算法

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纳米二硫化钼粉体制备及其摩擦学性能

东北大学学报（自然科学版） 2009年第3期30卷 414-417页

作者：闫玉涛胡广阳李夜孙志礼东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110004 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辽宁沈阳110015 天津大学理学院天津300072

以钼酸铵和硫化铵为原料,通过化学沉淀法制备了纳米二硫化钼颗粒,利用透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射（XRD）对粉体粒子形貌、大小和相结构进行了分析.利用立式万能摩擦磨损试验机测定了纳米二硫化钼的摩擦学性能,采用扫描电子显微镜... 详细信息

以钼酸铵和硫化铵为原料,通过化学沉淀法制备了纳米二硫化钼颗粒,利用透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射（XRD）对粉体粒子形貌、大小和相结构进行了分析.利用立式万能摩擦磨损试验机测定了纳米二硫化钼的摩擦学性能,采用扫描电子显微镜（SEM）和能量色散谱仪（EDS）观察分析了磨损表面形貌及表面元素组成.结果表明：制备的纳米二硫化钼是粒径为40~50 nm左右的球形颗粒,具有大量的悬空键和很高的表面活性;作为固体润滑剂能明显降低摩擦系数,提高摩擦副的耐磨性能,易于在摩擦表面形成牢固的吸附膜和化学反应膜.

关键词：沉淀法纳米二硫化钼固体润滑摩擦学性能

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时频域混合方法在非定常流计算中的对比研究

工程热物理学报 2021年第11期42卷 2824-2833页

作者：吴航空王丁喜黄秀全西北工业大学动力与能源学院西安710072 航空发动机内流重点实验室西安710072

时频域混合方法包括时域谐波平衡(HB)方法和非线性频域(NLFD)方法。两种方法都是通过谱方法离散时间偏导数项,从而将非定常控制方程转化为准定常控制方程进行求解。不同的是,前者求解不同时刻的时域控制方程,求解变量是不同时刻的流场变... 详细信息

时频域混合方法包括时域谐波平衡(HB)方法和非线性频域(NLFD)方法。两种方法都是通过谱方法离散时间偏导数项,从而将非定常控制方程转化为准定常控制方程进行求解。不同的是,前者求解不同时刻的时域控制方程,求解变量是不同时刻的流场变量;而后者通过同时对流场变量及方程残差做傅里叶变换求解不同频率组分的频域控制方程,求解的是流场变量的傅里叶系数。除了算法上的差距,目前关于这两种时频域混合方法的优缺点知之甚少,国内外对比研究这两种方法的文献也未发现,这增加了研究人员选择合适时频域降阶方法进行非定常流场分析时的困难。本文将分别采用理论分析及数值验证的方式详细对比研究这两种方法的优缺点,为研究人员在选择这两种降阶方法的时候提供借鉴。

关键词：时频域混合方法时域谐波平衡法非线性频域方法谱方法傅里叶变换

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壁面导热对微型向心涡轮性能及流动影响

推进技术 2013年第9期34卷 1248-1256页

作者：周琨边磊邹正平王雷北京航空航天大学能源与动力工程学院/航空发动机气动热力国防重点实验室北京100191 中航工业沈阳发动机设计研究所涡轮室辽宁沈阳110015

为了探讨传热对于微型向心涡轮的性能和流动的影响规律,根据微型向心涡轮的特点,针对涡轮的轮毂侧壁面传热现象,建立了涡轮的气动性能随传热量变化的一维模型,并利用数值模拟对模型进行了验证,分析了不同传热量下微型向心涡轮的流动变... 详细信息

为了探讨传热对于微型向心涡轮的性能和流动的影响规律,根据微型向心涡轮的特点,针对涡轮的轮毂侧壁面传热现象,建立了涡轮的气动性能随传热量变化的一维模型,并利用数值模拟对模型进行了验证,分析了不同传热量下微型向心涡轮的流动变化。结果表明所发展的模型有较好的精确度,可以用以评估传热对微型向心涡轮性能的影响;较大的传热会改变转子进口相对气流角并影响转子整个通道内的流动;涡轮对外传热使得涡轮输出功降低,涡轮效率明显降低。

关键词：传热向心涡轮数值模拟流动性能

航空发动机主轴轴承内圈配合表面压力及影响因素研究

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机械设计与制造 2015年第6期 72-74页

作者：闫明刘栋史妍妍刘宇沈阳工业大学机械工程学院辽宁沈阳100870 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

针对航空发动机主轴与轴承内圈发生相对转动,两者配合表面出现严重磨损的故障。首先用理论方法和有限元法分别计算了轴承内圈与主轴配合表面的接触压力,然后分析了轴向预紧载荷、工作温度、主轴转速三种因素对该接触压力的影响。发现:... 详细信息

针对航空发动机主轴与轴承内圈发生相对转动,两者配合表面出现严重磨损的故障。首先用理论方法和有限元法分别计算了轴承内圈与主轴配合表面的接触压力,然后分析了轴向预紧载荷、工作温度、主轴转速三种因素对该接触压力的影响。发现:轴承内圈与主轴过盈配合安装时配合表面的接触压力分布不均匀,边缘处出现峰值,理论解略偏于安全;轴向预紧载荷对轴承内圈与轴配合表面的接触压力的分布和数值影响不大;工作温度和转速对轴承内圈与主轴配合表面的接触压力均有显著的影响,接触压力随着温度升高和转速增加而下降;如果不考虑轴系所受外载荷轴承内圈与主轴配合表面的接触压力可能会降低为0。该研究对于设计主轴轴承的装配过盈量具有一定的指导意义。

关键词：主轴轴承配合过盈量接触压力预紧载荷离心载荷工作温度

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脉冲爆震载荷作用下转子系统动力学特性

航空动力学报 2019年第9期34卷 1936-1943页

作者：李胜远郑龙席贾胜锡梅庆西北工业大学动力与能源学院西安710072 中国航空发动机集团有限公司湖南动力机械研究所航空发动机振动技术航空科技重点实验室湖南株洲412002

针对脉冲爆震涡轮发动机(PDTE)气动载荷具有周期性、非定常的特点,应用有限元法建立了PDTE转子系统动力学特性计算模型。在验证计算模型准确性的基础上,研究了周期性、非定常轴向力和扭矩对转子系统动力学特性的影响。研究结果表明:与... 详细信息

针对脉冲爆震涡轮发动机(PDTE)气动载荷具有周期性、非定常的特点,应用有限元法建立了PDTE转子系统动力学特性计算模型。在验证计算模型准确性的基础上,研究了周期性、非定常轴向力和扭矩对转子系统动力学特性的影响。研究结果表明:与传统燃气涡轮发动机相比,PDTE转子系统同时存在弯曲振动、轴向振动和扭转振动。脉冲爆震燃烧室的气动载荷会改变转子系统的弯曲刚度,但对气动载荷合理设计后,其对弯曲振动的影响较小。周期性、非定常轴向力引起转子系统轴向振动,且轴向振动特性主要受零频和1阶轴向共振频率处响应的影响。PDTE工作时滚珠轴承的轴向支反力会不断变向,在设计滚珠轴承时应予以考虑。周期性、非定常扭矩引起转子系统扭转振动,1阶扭转共振频率分量在扭转振动响应中占优。

关键词：脉冲爆震涡轮发动机非定常气动载荷转子动力学弯曲振动轴向振动扭转振动

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叶尖间隙对跨声速压气机叶片气动阻尼的影响

航空学报 2015年第6期36卷 1885-1895页

作者：杨晓东侯安平李漫露倪奇峰北京航空航天大学能源与动力工程学院航空发动机气动热力国家科技重点实验室北京100191 中航空天发动机研究院有限公司北京101304

为了分析叶尖间隙对压气机气动阻尼的影响,基于相位延迟边界条件,建立了跨声速转子的气动阻尼计算模型,研究叶尖间隙对其流场及气动阻尼的影响。计算该转子在设计间隙条件下的气动性能、叶片模态以及颤振边界,和实验数据吻合较好,比较... 详细信息

为了分析叶尖间隙对压气机气动阻尼的影响,基于相位延迟边界条件,建立了跨声速转子的气动阻尼计算模型,研究叶尖间隙对其流场及气动阻尼的影响。计算该转子在设计间隙条件下的气动性能、叶片模态以及颤振边界,和实验数据吻合较好,比较不同叶尖间隙(1.6%,3.2%,5.0%叶尖弦长)的转子气动性能,发现间隙增加使转子效率和压比均有显著的下降;对叶片表面非定常压力研究表明,叶片非定常压力对叶片振动的响应具有强三维特性,同时叶片间相位角(IBPA)和叶尖间隙流对其有显著的影响,由于叶尖间隙增加使叶尖流动的影响加强,导致叶尖区域由于振动造成的一阶谐波压力幅值相对减小,大间隙趋于恶化压力面的稳定性而对吸力面的影响在不同的叶片间相位角时不同;对于气动阻尼,在不同的叶片间相位角区域,叶尖间隙对其影响有显著的差异,甚至会产生截然相反的规律,特别是在设计状态,对于该转子,大间隙提高了叶片最不稳定状态的气动阻尼。

关键词：气动弹性相位延迟气动阻尼叶片间相位角颤振叶尖间隙能量法