摘要：声表面波传感器可以实现无线无源工作,该特性使其在高速旋转部件测试中有重要的应用前景。利用硅酸镓镧压电晶体设计并制备了谐振型SAW传感器,研究了其应变敏感特性,并成功应用于转子叶片应变的无线测试试验。结果表明,所制备的SAW传感器的谐振频率为217.794 MHz,品质因子达到5807,应变灵敏度为-317 Hz/με。在3000~15000 r/min转速下,无线测试了转子叶片应变,测试结果与电阻应变计测量结果及有限元仿真计算结果基本一致。研究结果可以为SAW传感器在高速旋转设备的无线测试工程应用提供参考。

摘要：针对某液体火箭发动机试验后涡轮转子叶片根部多次出现的裂纹问题,采用了定常和非定常的数值仿真方法,对涡轮工作全过程进行了计算,结果表明在多次起动工作过程中,叶片根部存在非定常的交变应力载荷,叶片的疲劳安全系数不足,因此试验后叶片根部出现裂纹。提出了在叶片顶部增加卫带结构的改进方案,提高叶片的疲劳安全系数,通过数值仿真计算,涡轮的效率提高了1.5%,静强度基本无影响,转子叶片的最小疲劳安全系数由0.40提高到3.78,满足不小于1.40的设计要求。改进后产品经过多种工况、多次起动的严格考核,试验后转子叶片根部完好无裂纹。结果表明:改进方案合理有效,可以提高涡轮转子叶片的可靠性。

摘要：结合航空发动机转子叶片,讨论了复杂形体自动生成合理的有限元网格所遇到的困难和常用方法的优缺点及其改进途径.针对问题的几何特点,提出子块串联2D编号、广义四边形、复杂曲面节点坐标插值等实用方法.对于实际叶片的准静态有限元分析表明,上述方法弥补了通用网格自动生成方法的某些不足,比较简单、有效,可以在复杂形体有限元剖分时保持良好的单元形状,在自行研发的专用有限元程序设计中有普遍应用价值.

摘要：采用掠形设计技术对一台大涵道比涡扇发动机的风扇转子叶片进行了三维优化.通过三维定常Navier-Stokes(N-S)方程计算,分析了叶片尖部及根部掠形设计参数对风扇转子性能的影响.结果表明,叶片尖部前掠和根部后掠都能增加风扇转子的堵点流量,扩大其稳定工作范围.采用叶片尖部前掠和根部后掠的组合方案优化了叶片.单转子计算结果表明,优化后叶片的堵点流量增加约2%,设计流量点总压比和等熵效率分别增加5%和2%;风扇/增压级整机内外涵联算结果表明,优化后在起飞、巡航和爬升转速下,外涵的稳定工作范围都明显增加,巡航转速下,堵点流量增加约2.3%,失速点流量减小约5.2%,设计流量点的外涵总压比和等熵效率分别增加2%和0.8%,优化后内涵特性没有明显变化.

摘要：设计了旋转机械振动监测实验台,通过实验采集了不同裂纹宽度的转子叶片裂纹振动信号,应用小波包分析技术对采集到的振动信号从低频到高频作4尺度小波分解,通过信号的小波包分析谱、信号的小波包分解频段细化图、信号频段小波重构波形对叶片裂纹扩展进行识别、分析,结果表明:叶片裂纹存在高频冲击,并且表现为轻微的颤动、裂纹扩展、振动加剧,当裂纹宽度为叶片宽度的一半时,裂纹迅速扩张,叶片很快断裂.这就为转子叶片裂纹故障的监测与诊断提供了依据.

摘要：为了给高压压气机叶片全工况的工程设计和加工制造提供借鉴,进行了多案例的单通道和8通道定常及非定常数值模拟,探究了设计点和非设计点工况下安装角非轴对称布局对压气机性能的影响。研究结果表明:非轴对称安装角方案在设计点工况下性能参数相较于均匀安装角降低,且在近堵点时流量的分散度更大。非轴对称安装角使得叶片表面压力系数波动较大,导致转子效率下降明显。在均匀安装角偏差小但标准差大的非轴对称安装角典型方案中,由于其通道中存在较原型偏离大的安装角叶片,从而使得大流量点工况下48%~82%叶高流动分离,降低了出口气流角和效率。在近失速点,该典型方案在轮毂处角区分离较原型明显增强,在10%叶高处扩散因子较原型高负荷设计高出了0.72%,导致了失速裕度减小。

摘要：以飞机进气道为参照系,利用动量定理推导了外物在飞机进气道内运动的速度方程;以叶片为参照系,建立了外物撞击速度及撞击角度的表达式。为直观显示不同因素对速度变化的影响,以某型飞机及其发动机为例,研究了飞机离地时,发动机100%设计转速下,外物在飞机进气道内运动速度的变化规律。结果表明:影响运动速度的因素不仅包括外物的材质、形状、大小及姿态,而且涉及飞机进气道长度、发动机工作状态等;外物撞击方向与叶片表面不垂直。

摘要：建立了立磨选粉机三维模型,利用CFD计算软件,采用稳态算法+MRF方法、入射流+粒子运动轨迹追踪方法,研究立磨选粉机转子叶片截面形状对选粉机性能的影响,得出结论:单一改变转子叶片折弯角度,并不能提升立磨选粉机的性能,反且会增大选粉机进出风口压差及转子转动功率。

摘要：为完成某型燃气轮机压气机新设计转子叶片高周疲劳储备分析,采用基于叶尖定时法的激光非接触测量方法对该级转子叶片进行了振动应力测试,并结合理论计算和转子叶片高周疲劳极限试验,获得每一只叶片的高周振动疲劳强度储备,创新性地一次性完成了某级压气机新设计转子叶片振动疲劳性能的全面评估。研究表明:理论计算得到的叶片1阶弯曲共振转速为4 393 r/min,实测叶片在机组全部运行工况下的共振转速区间为4 276~4 435 r/min,叶片振动应力范围为54~123 MPa;试验实测得到的置信度满足95%及误差限度5%下叶片中值疲劳极限为730 MPa,推算得到99.99%高存活率下叶片高周疲劳极限约为660 MPa;结合叶片静强度分析结果、叶片材料的抗拉强度值、叶片振动应力值和99.99%高存活率下叶片的疲劳极限值进行计算,其高周振动疲劳强度最低储备为4.61,共振转速区间处于机组运行的过渡工况,满足设计要求。

摘要：针对由叶轮机械转子叶片流致振动引起的叶片高循环疲劳失效的突出问题,采用数值模拟方法对叶片流致振动特性进行预测分析。常见的流致振动问题包括气弹稳定性和强迫响应,分别以压气机和高压涡轮转子叶片为例给出了气弹稳定性和强迫振动响应的分析方法及其流程。对于压气机叶片,采用能量法和特征值法进行了气弹稳定性计算。结果表明:气弹稳定性结果相互吻合,在高阶模态下的气动阻尼比在低阶模态下的更小,根据振型特征确定危险点位于叶尖近前缘和近尾缘部位,在该部位可能导致叶片掉角, 对于高压涡轮叶片,分析了其强迫振动响应特征。结果表明:叶片非定常气动激励主要来源于上游导叶,在设计状态下其频率距离转子叶片第5阶模态频率较近,并对危险模态阶次的共振应力进行分析,在0.14%阻尼下振动应力最大可达134 MPa。