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多级高负荷轴流压气机喘振特征分析

推进技术 2024年第1期45卷 54-62页

作者：王进春曹传军中国航发商用航空发动机有限责任公司上海200241

针对某十级高负荷轴流压气机,在第一级和第九级机匣壁面上布置动态压力传感器,通过减小排气阀门开度的方式进行逼喘试验,获得了不同转速下多级高负荷轴流压气机喘振时的动态压力数据,采用时序、FFT结合滤波分析方法研究了多级高负荷轴... 详细信息

针对某十级高负荷轴流压气机,在第一级和第九级机匣壁面上布置动态压力传感器,通过减小排气阀门开度的方式进行逼喘试验,获得了不同转速下多级高负荷轴流压气机喘振时的动态压力数据,采用时序、FFT结合滤波分析方法研究了多级高负荷轴流压气机在不同转速下的喘振特征。结果表明:在高转速下,该压气机喘振模式为深度喘振,喘振引起的高温气体倒流使得入口总温瞬时升高约80 K,喘振由出口级的模态波扰动导致流动堵塞引起,模态波频率约为16%~20%转频,喘振时入口级工作于压升特性增长阶段而出口级工作于压升特性顶点位置;在低转速下,该压气机喘振模式为经典喘振,未发生气体倒流,喘振主要由尖脉冲扰动引起,压气机前后级工作于特性线的增长阶段。高转速喘振恢复阶段,伴随着明显的旋转失速和喘振特征,而低转速下在喘振的第一个周期内以喘振特征为主,之后喘振频率的幅值波动迅速减小,旋转失速频率的幅值逐渐增加并占主导。高转速下喘振恢复时间约4.1 s,而低转速下喘振恢复的时间为0.56 s。

关键词：轴流压气机喘振旋转失速流动失稳试验

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航空发动机振动故障模式的量化方法研究

振动工程学报 2024年第3期37卷 528-538页

作者：马会防陈亚龙虞磊郎欣周怡中国航发商用航空发动机有限责任公司上海200241

为快速、高效地排除复杂系统的振动故障,本文提出了振动故障模式的量化方法,可基于量化结果进行振动故障模式的重点验证。分析了振动故障树的技术特点,指出其不适用于复杂系统的振动故障分析;从故障模式的发生概率、故障模式的可验证性... 详细信息

为快速、高效地排除复杂系统的振动故障,本文提出了振动故障模式的量化方法,可基于量化结果进行振动故障模式的重点验证。分析了振动故障树的技术特点,指出其不适用于复杂系统的振动故障分析;从故障模式的发生概率、故障模式的可验证性等维度对振动故障模式进行量化;结合某航空发动机核心机的振动故障,给出了振动故障模式量化方法的具体应用。实践证明振动故障模式的量化方法是可行、有效的,且具有较高的工程应用价值。

关键词：航空发动机故障模式量化

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水溶蜡型芯的脱除工艺研究

特种铸造及有色合金 2024年

作者：张贺刘永娜王春钢中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司

针对复杂空心结构铸件水溶蜡型芯脱除难度较大和脱除反应物难回收处理的问题，采用了稀盐酸和柠檬酸溶液进行脱除试验对比研究，优选了柠檬酸溶液，测试了不同质量分数柠檬酸溶液可脱除水溶蜡的质量，比较了反应速度和型芯的溶解脱除程... 详细信息

针对复杂空心结构铸件水溶蜡型芯脱除难度较大和脱除反应物难回收处理的问题，采用了稀盐酸和柠檬酸溶液进行脱除试验对比研究，优选了柠檬酸溶液，测试了不同质量分数柠檬酸溶液可脱除水溶蜡的质量，比较了反应速度和型芯的溶解脱除程度，最终确定了采用3.5%的柠檬酸溶液进行水溶蜡脱除的工艺方案。设计了一套带有脱芯和清洗功能的脱除工艺器具，实现了型芯脱除的清洁性和反应生成物的物理固液分离，并对固体和液体生成物分别采用了环保处理方案。

关键词：水溶蜡型芯柠檬酸溶液脱除

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高压涡轮动叶叶尖非定常气热特性研究

工程热物理学报 2024年第3期45卷 836-844页

作者：尤煜龙丁亮谭智勇中国航发商用航空发动机有限责任公司上海200241 上海商用飞机发动机工程技术研究中心上海200241

本文针对高压涡轮动叶凹槽叶尖流动传热问题开展非定常数值模拟研究。结果表明,TBR模型Time Transformation方法适用于动叶叶尖非定常气热分析。压力侧泄漏流引起的卷吸涡在凹槽底部形成带状高换热系数区,机匣边界层流动使吸力侧肋顶靠... 详细信息

本文针对高压涡轮动叶凹槽叶尖流动传热问题开展非定常数值模拟研究。结果表明,TBR模型Time Transformation方法适用于动叶叶尖非定常气热分析。压力侧泄漏流引起的卷吸涡在凹槽底部形成带状高换热系数区,机匣边界层流动使吸力侧肋顶靠近前缘区域形成局部高换热系数。随着叶尖凹槽深度增加,凹槽内流场低速区域扩大,卷吸涡尺寸也随之增大。相应地,凹槽底部的换热过程减弱,沿压力侧肋分布的带状高换热系数区域范围减小,其位置逐渐远离压力侧肋,并且在特定时刻呈现间断离散的分布特点。不同时刻,2%凹槽深度的叶尖中凹槽底部的平均换热系数相比3%凹槽深度的叶尖升高7.1%~13.5%,相比3.5%凹槽深度的叶尖升高9.6%~21.9%。

关键词：涡轮动叶叶尖非定常流动传热

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金属增材制件射线检测缺陷检出概率分析

航空动力学报 2024年第4期39卷 135-142页

作者：代威珏敖波刘海强夏志风南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室南昌330063 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司沈阳110043

针对增材制造射线检测缺乏缺陷检出概率数据易导致裂纹、孔隙缺陷漏检问题,以GH3625高温合金增材制件的线型缺陷和孔型缺陷为研究对象,使用CIVA2020仿真平台模拟X射线检测并得到缺陷检出概率(POD)曲线,研究两种缺陷不同尺寸变化对缺陷... 详细信息

针对增材制造射线检测缺乏缺陷检出概率数据易导致裂纹、孔隙缺陷漏检问题,以GH3625高温合金增材制件的线型缺陷和孔型缺陷为研究对象,使用CIVA2020仿真平台模拟X射线检测并得到缺陷检出概率(POD)曲线,研究两种缺陷不同尺寸变化对缺陷检出概率的影响,确定不同影响因素下缺陷检出尺寸及检出概率,并利用Sgompertz函数拟合得到线型缺陷受深度影响的POD曲线方程以及孔型缺陷受半径影响的POD曲线方程,建立了增材制造线型缺陷和孔型缺陷的缺陷检出概率模型。结果表明:在95%的置信水平下以90%概率可检出的线型缺陷长度尺寸为0.211 mm、宽度尺寸为0.213 mm、深度尺寸为0.178 mm,孔型缺陷可检出的直径尺寸为0.188 mm,高度尺寸为0.190 mm。通过实际试样微焦点射线成像检测以及胶片射线照相检测对仿真结果进行对比验证。表明建立的缺陷检出概率模型较为准确,可为增材制造中裂纹与孔隙缺陷检测可靠性分析提供依据。

关键词：增材制造射线检测缺陷检出概率线型缺陷孔型缺陷

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基于公差约束的叶片表面振纹修复技术

工具技术 2024年第7期58卷 129-132页

作者：周鑫马明阳徐立明张东禹中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司

以某大型风扇钛合金整体叶盘叶片为载体,对其叶片在铣削加工时由刀具磨损、崩刃、振动带来的振纹问题开展基于公差约束的叶片表面振纹修复方法研究,在此基础上通过提取振纹边界,编制基于振纹位置的四重截面线检测程序、基于公差约束的... 详细信息

以某大型风扇钛合金整体叶盘叶片为载体,对其叶片在铣削加工时由刀具磨损、崩刃、振动带来的振纹问题开展基于公差约束的叶片表面振纹修复方法研究,在此基础上通过提取振纹边界,编制基于振纹位置的四重截面线检测程序、基于公差约束的在机测量截面线双向偏置、基于偏置曲线的振纹加工表面重构、振纹位置切削程序重新计算和补偿加工的方式,提出大型风扇钛合金整体叶盘叶片振纹的铣削加工修复解决方案,并进行加工验证。结果表明:在零件实际加工中,该技术在修复由崩刃导致的叶片加工振纹、避免由于加工振纹等导致叶盘报废的问题、保证零件的加工精度以及改善加工质量等方面有明显效果。

关键词：整体叶盘叶片公差约束振纹修复

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低速大尺寸压气机静叶蜂窝与篦齿间隙泄漏流

上海交通大学学报 2024年

作者：邵润珠滕金芳樊琳钟勇健居振州朱铭敏上海交通大学航空航天学院中国航发商用航空发动机有限责任公司压气机部中国航发商用航空发动机有限责任公司先进技术部

压气机静叶根部内环蜂窝与轮盘篦齿形成封严容腔，腔内的间隙泄漏流对轴流压气机的气动性能产生重要影响。本文以低速大尺寸压气机（LSRC）前1.5级为研究对象，通过数值模拟讨论了蜂窝封严相较于光壁结构以及蜂窝封严结构在两种篦齿封... 详细信息

压气机静叶根部内环蜂窝与轮盘篦齿形成封严容腔，腔内的间隙泄漏流对轴流压气机的气动性能产生重要影响。本文以低速大尺寸压气机（LSRC）前1.5级为研究对象，通过数值模拟讨论了蜂窝封严相较于光壁结构以及蜂窝封严结构在两种篦齿封严间隙下对压气机气动性能的影响。性能计算结果表明，0.2mm封严间隙下，使用蜂窝内环结构的压气机效率低于使用光壁内环的压气机。原因在于容腔泄流导致总温升高。容腔泄漏流特性对比及详细流场分析表明，蜂窝结构使得容腔泄漏流量和旋流角同时增加，容腔以及蜂窝内的气流产生了强烈的相互作用，从而形成更复杂的漩涡流动，这使得封严容腔和蜂窝内的总温升高，最终导致压气机效率降低。使用蜂窝内环结构时，压气机效率会随封严间隙的减小而升高。零间隙蜂窝模型和0.2mm间隙蜂窝模型相比，其总温比的下降导致等熵效率上升；零间隙模型泄漏流量和旋流角都大幅降低，综合导致泄漏流掺混损失基本相当；零间隙模型虽然由于间隙的减小使得泄漏流平均总温上升，但由于泄漏流量的大幅减少，压气机效率有所升高。本文的研究结果揭示了在实际压气机中，不同间隙下静叶蜂窝与篦齿封严结构的泄漏流对性能的影响及其机理，并对蜂窝封严容腔的工程设计具有一定的参考价值。

关键词：低速大尺寸压气机蜂窝篦齿封严间隙泄漏流

基于特征的整体叶盘加工参数优化及质量控制技术研究

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工具技术 2024年第8期58卷 80-84页

作者：邓录峰周鑫张东禹中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司

针对航空发动机大型风扇钛合金整体叶盘零件加工过程中出现的让刀、振动、变形等加工问题,开展了基于特征的整体叶盘加工参数优化及质量控制方法研究。通过提取叶盘的叶片、流道、辐板等加工特征,结合叶盘轮廓铣、插铣等常用加工策略,... 详细信息

针对航空发动机大型风扇钛合金整体叶盘零件加工过程中出现的让刀、振动、变形等加工问题,开展了基于特征的整体叶盘加工参数优化及质量控制方法研究。通过提取叶盘的叶片、流道、辐板等加工特征,结合叶盘轮廓铣、插铣等常用加工策略,提出针对特征弱刚性受力方向切削力控制的参数优化解决方案,并进行加工验证。结果表明,基于特征的整体叶盘加工参数优化及质量控制方法对缩短数控程序加工时间、降低最大切削力以及满足尺寸精度要求等方面有明显效果。

关键词：整体叶盘加工参数优化质量控制

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铜缓蚀剂及其与硅烷复合自组装膜耐腐蚀性能

表面技术 2024年第14期53卷 106-115页

作者：郭叙言庄普誉吴尚澄王桂香王志登烟台哈尔滨工程大学研究院山东烟台264006 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司沈阳110043

目的解决铜及铜合金在海水介质中的腐蚀问题。方法采用自组装技术在铜表面制备了甲基-1H-苯并三唑(TTA)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、L-精氨酸和L-组氨酸4种缓蚀剂的自组装膜,并将这4种缓蚀剂分别与双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(... 详细信息

目的解决铜及铜合金在海水介质中的腐蚀问题。方法采用自组装技术在铜表面制备了甲基-1H-苯并三唑(TTA)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、L-精氨酸和L-组氨酸4种缓蚀剂的自组装膜,并将这4种缓蚀剂分别与双-[γ-(三乙氧基硅)丙基]四硫化物(Si-69)进行组合制备了复合自组装膜,通过电化学方法研究了铜表面自组装膜的耐腐蚀性能。结果所有缓蚀剂及其复合膜层均具有一定的耐腐蚀性,不同缓蚀剂自组装膜的缓蚀效率从大到小为:CTAB(78.78%)>TTA(61.00%)>组氨酸(56.03%)>精氨酸(46.38%)。相比空白铜样品的水接触角(76.9°),CTAB自组装膜的接触角达100.7°。缓蚀剂与Si-69复配的自组装膜性能比单一缓蚀剂或硅烷更加优异,且在4种缓蚀剂中CTAB效果最好,其缓蚀效率达96.91%,其余依次为TTA(85.38%)、组氨酸(84.91%)和精氨酸(82.09%)。CTAB与硅烷复合膜层的水接触角为105.6°。结论在铜表面制备CTAB、TTA、组氨酸、精氨酸4种自组装膜可以有效提高材料的耐蚀性。将4种缓蚀剂与硅烷复配时缓蚀效率均有提高,硅烷的加入能够改善缓蚀剂自组装膜层结构,提高耐蚀性。结果表明,利用缓蚀剂与硅烷复配的协同效应来提高膜层性能是一种可行的思路。

关键词：自组装铜硅烷偶联剂缓蚀剂耐蚀性协同效应