摘要：针对亚声速情况下飞机机动飞行过程中大攻角状态下进气道和发动机之间流量难以匹配而导致推进系统推力损失较大的问题,提出了一种进气道/发动机一体化多变量控制方法。基于进气道/发动机一体化模型推导出了带有辅助进气门的进气道/发动机共同工作方程,并分析了共同工作原理,选用进气道和发动机的共同工作点位置作为进气道反馈量,增广到状态量中以保证进气道和发动机流量匹配。为了抑制攻角等因素引起的推力瞬间损失,在控制回路中加入了进气道限制保护环节修正控制指令,基于H_(2)/H_(∞)算法设计了进气道/发动机多变量控制器。在发动机非线性部件级模型上开展了全数字仿真验证,仿真结果表明,与常规的进气道开环控制结构相比,所提出的进气道/发动机一体化多变量控制具有良好的动态性能,并且在攻角变化情况下推力损失更小。

摘要：为保障涡轮轴在多种不确定性因素影响下的可靠性和寿命性能,建立了涡轮轴低周疲劳寿命可靠性分析与优化设计方法。搭建了涡轮轴结构分析、可靠性分析和可靠性优化设计的参数化平台,实现了设计参数的不同访问值处结构分析和可靠性分析的自主调用。提出了改进Monte Carlo结合自适应Kriging的算法(A-MCS-AK),通过多点加点和样本池缩减大幅提高了可靠性分析效率。针对极大化涡轮轴低周疲劳寿命均值和极小化涡轮轴低周疲劳寿命失效概率的可靠性优化模型,建立了基于自适应协作代理策略的类序列解耦算法。对选定涡轮轴的分析结果表明,搭建的参数化平台实现了分析数据的自主流动,提出的A-MCS-AK算法较传统的自适应Kriging结合MCS方法计算效率更高,建立的类序列解耦法实现了两种优化模型的高效求解,得到的优化方案显著提高了某型涡轮轴的寿命均值并降低了失效概率。

摘要：为进一步挖掘涡轮性能潜力,实现气动优化参数化降维,减少优化耗时,基于全叶片贝塞尔曲面参数化方法、多岛遗传算法和CFD求解器构建了涡轮三维优化平台。通过建立涡轮叶片吸压力面展开曲面和贝塞尔曲面的参数化映射,全叶片贝塞尔曲面参数化方法实现了叶片吸力面和压力面的同时变形控制,减少了优化控制变量,具有型面光顺性和构造便捷性。对TTM跨音涡轮开展全局气动优化设计研究,结果表明:优化历时约70 h,涡轮设计点绝热效率提升0.48个百分点,流量增加0.97%,膨胀比下降0.32%,验证了曲面参数化优化方法对涡轮气动优化问题的有效性、工程实用性和降维特性。

摘要：汽轮机凝汽器端管板多采用钛–钢复合管板,由于管板两种金属的加工性能存在较大差异,导致管孔加工效率较低。文章对可换钻尖机夹钻一次成型管板管孔的钻孔工艺进行了试验研究,首先设计钛–钢复合试板的一次钻孔成型试验方案,对试验中的钻孔孔径、孔壁粗糙度、钻孔过程切削力等数据进行测量分析,并对加工过程中的切屑排出、积屑瘤等状态进行分析,总结了可换钻尖机夹钻钻孔工艺对钛–钢复合管板的加工适应性。试验结果表明,换钻尖机夹钻钻孔孔径尺寸稳定,加工过程切屑排出良好,针对汽轮机凝汽器的钛–钢复合管板管孔的粗加工具有较好的一次钻孔成型能力。

摘要：针对旋转部件等熵效率不连续的问题,提出使用换算扭矩代替等熵效率的方法,给出了旋转部件低转速特性拓展方法并获取了旋转部件的全转速特性。提出了可考虑点火及燃烧稳定性的燃烧室稳定性模型,最终建立了变循环发动机部件级整机起动模型。考虑了变循环发动机的8个可调参数,采用差分进化算法对变循环发动机在双外涵及单外涵模态下的起动过程进行了优化。结果表明:变循环发动机在双外涵及单外涵模态下的起动时间分别为17.2 s与12.8 s;双外涵模态下,需要调节燃油流量、喷管喉部面积与后可变面积涵道引射器外涵面积;单外涵模态下,需要调节燃油流量、喷管喉部面积与低压涡轮进口导叶面积;迎风来流马赫数为0.04时,变循环发动机在双外涵与单外涵模态时的起动时间比静止状态均减少0.2 s。

摘要：针对离心风机噪声试验研究成本大,产品设计生产周期长等问题,探究了离心风机辐射噪声数值模拟的准确性。基于声学有限元方法,采用数值计算与试验相结合的方式,通过FLUENT软件进行非定常计算得到声源信息,采用ACTRAN有限元法计算风机的气动噪声,并与试验值进行对比分析。研究表明,基频噪声仿真值与试验值分别为86.69,89 dB,误差在4%左右,总声压级分别为94.38,93.804 dB,误差为0.6%。因此声压频谱吻合较好,仿真值与试验值一致性较高,可以进行噪声预测。此外,对不同转速下风机对噪声的影响进行讨论,以验证预测分析的实用性。结果表明,叶轮转速升高,对其离散噪声的影响显著,随着叶轮转速提高,其压差变化越来越显著,所引起的旋转噪声越来越大,基频噪声升高了19.29 dB,声压级变化明显。因而,转速对离散噪声的影响较大,合理选择转速来控制噪声是一种简单有效的方法。通过上述研究的数值计算方法,可以一定程度上减小试验模型反复铸造、调试的时间和成本,为进一步优化风机气动噪声,降低噪声提供思路。

摘要：为提高多通道等离子体点火器的工作可靠性和使用寿命,解决放电引起的瞬时高温和工作环境长时间高温引发的点火器端部烧蚀问题,本文基于嵌入式多通道等离子体点火器和强制对流换热的冷却方式,设计研制了冷却型多通道等离子体点火器,并建立了单头部旋流喷雾基础燃烧室实验系统,开展了冷却型多通道等离子体点火器点火特性实验研究。利用CH*自发光信号诊断系统结合数值图像处理方法分析了放电通道数、冷却气流流量和来流流量对点火过程的影响,并比较了不同条件下的贫油点火边界。结果表明:冷却气流增大了贫油点火极限当量比和点火延迟时间。在400SLM来流、50SLM冷却气流条件下,多通道等离子体点火器的点火极限当量比为0.304,点火延迟时间为37.4ms,均大于无冷却气流工况。相较于单通道点火器,多通道等离子体点火器能显著拓宽贫油点火边界,且受冷却气流影响较小。在400SLM来流且无冷却气流条件下,多通道等离子体点火器可以拓展点火边界3.2%,而在50SLM冷却气流下拓宽效果达到3.7%。

摘要：为实现某航空发动机的减重目标,开展复合材料外涵机匣结构设计。依据总体设计要求,首先通过工作环境分析,完成了材料选择。其次开展机匣结构轻量化设计,基于经典层压板理论、蔡-希尔失效准则,开发了典型层合板极限强度的VBA计算程序,完成机匣壳体的铺层方案设计;通过UG二次开发,解决了金属安装座建模困难问题,提升了结构设计效率;通过在机匣壳体内壁面铺贴热防护膜和优化“卸荷腔”排气堵头结构等措施,完成机匣热防护设计。最后,完成了机匣装配性分析及热变形分析,并通过MATLAB编程实现了发动机工作任务剖面的外部载荷确定,完成典型结构及全尺寸机匣的静强度、疲劳试验验证。相比原钛合金机匣,新设计制造的复合材料外涵机匣减重效率达到27.8%,实现了设计目标;全尺寸试验和机匣的装机应用进一步验证了结构设计的可靠性。

摘要：在现代工业生产中,机械设备智能化水平提高的同时,其结构和功能也日趋复杂。企业在生产效率提高的同时,也对生产安全提出了更高的要求,而传统的旋转传动部件故障诊断方法显然不足以满足要求。因此,文中主要以结合卷积神经网络的旋转传动部件故障智能诊断为研究对象展开了论述,首先介绍了目前机械领域故障诊断发展的现状,以及以卷积神经网络为代表的智能诊断方法所存在的优势,随后对卷积神经网络的基本概念进行了介绍,然后将卷积神经网络在滚动轴承、齿轮箱和转子系统上故障诊断的应用情况进行了总结分类,最后,总结展望了当前旋转传动部件故障诊断领域研究中存在的问题及可能的发展趋势。

摘要：为了建立适用于工程设计的叶片抑颤方法,以一高压压气机转子叶片为对象开展了叶片颤振特性与其结构参数的关联性研究。采用基于相位延迟边界条件的能量法和特征值法对原转子叶片模型的气动弹性稳定性进行评估,通过分析近失速工况下的非定常气动功密度分布,对叶片安装角沿径向分布、弦长和叶尖间隙等设计参数进行调整,以明确各参数对气动弹性稳定性的影响,最终达到提高气动阻尼的目的。研究结果表明:叶尖间隙对气动阻尼的影响较大,安装角次之,弦长影响相对较小。叶片气动阻尼随叶尖间隙的变化并非单调,而是存在一个叶尖间隙使其气动阻尼最小,即叶片气动弹性稳定性最差。减小进口气流攻角和增加折合频率,能够提高气动阻尼,设计中可以通过调节安装角来减小气流攻角,增加弦长来增大折合频率。考虑到对叶片气动性能的影响,在调节安装角时通常要保证进口气流攻角的改变量不超过5°,调节弦长和叶尖间隙时要保证各结构构件不发生碰摩。