摘要：叶顶位移的精确测量是叶尖定时(BTT)技术应用于旋转叶片振动模态重构和实时状态监测的基础.设计了 一套基于激光位移传感器的高精度BTT标定装置,在实验中直接获取叶顶位移的时域标定数据,并以此确定了转速波动是叶顶位移测量误差的主要来源之一.在此基础上,提出了局部5阶拟合的转速波动修正方法以提升BTT测量精度,并在标定装置上完成实验验证.结果表明:局部5阶拟合的转速波动修正方法在不同工况下均能有效提高BTT测量准确度.在旋转叶片非线性升转状态下测量误差最高降低90%;在恒定转速条件下误差可以降低38%至63%.将该算法应用在一台单级轴流压气机的实验数据中,修正的误差达0.4mm,有效降低了 BTT技术实时测量叶顶位移量的不确定度.

摘要：设计了一种新型高频高速流体振荡器,并采用热线风速仪、高频动态压力传感器等测量手段,对其频率-压力响应特性、速度-压力响应特性及内部压力传播特性进行了实验研究。结果表明:设计的流体振荡器工作频率约为900 Hz,进出口压比为2时,其出口射流速度范围为75~239 m/s。建立了振荡周期/频率与内部尺寸的关系式,验证了振荡器内部的压力传播与反射机制,并用压力的作用机制解释了射流偏转的两个阶段,为今后设计不同流动条件下所需的流体振荡器提供了设计思路。

摘要：利用射流主动流动控制方法,飞行器无舵面飞行控制技术取消了传统的机械舵面,具有附加重量小、控制性能优异等优点,适合隐形设计。本文针对现有定常射流控制方法控制效率较低、耗气量大等问题,介绍了振荡射流在无舵面飞行控制中的应用,概述了2项无舵面飞行控制技术——环量控制技术和流体推力矢量技术——的研究现状,讨论了振荡射流在扩大控制区域、增强掺混和频率调节方面的机理和优势。从环量控制和流体推力矢量2个角度出发,详细介绍了振荡射流在无舵面飞行控制中的应用机理和优异表现。

摘要：针对异常载荷下,航空发动机宽弦风扇叶片的叶尖与机匣刮蹭变形及损伤特征缺乏数据支持,而传统理论计算方法存在较大的误差问题,建立了宽弦风扇叶片叶尖刮蹭显式动力学分析模型,采用宽弦风扇叶片与机匣刮蹭试验数据,对分析模型的计算精度进行了验证。基于分析模型进行了仿真参数的敏感度分析,得到了叶片与机匣刮蹭后叶片变形及机匣损伤规律。研究结果表明:叶尖伸长量对转子转速非常敏感,叶尖径向伸长量增加速率远大于转速增加值,因此在叶片设计中应考虑到风扇叶片极限转速下叶尖伸长量。同时需要选取合理的扭转角度以满足叶片安全性和气动性能的要求。在风扇机匣包容区设计中应主动考虑异常载荷的影响,增大安全性设计域度;设计合理的耐磨层材料参数,减小风扇叶片对其冲击损伤。采用该方法可以提高叶尖间隙控制精度,减小刮蹭对叶片和机匣造成的损伤。

摘要：建立了燃气轮机传感器各类故障典型信号的样本集,分别利用小波能谱熵(WEE)结合K近邻分类器(KNN)、集成经验模态分解(EEMD)结合稀疏表示分类器对故障信号进行诊断识别。通过对上述算法的优化整合,提出WEE与EEMD相结合的燃气轮机传感器故障诊断耦合算法。以某燃气轮机运行数据为基础,验证该耦合算法的识别准确率和鲁棒性。结果表明:耦合算法的识别准确率高、分析速度快和鲁棒性强,比单一算法具有更可靠的诊断结论,从而具有更好的工程应用价值。

摘要：几何造型主要研究在计算机环境下几何模型的表示与设计,其是计算机辅助设计、工程和制造领域中重要的基础研究方向。当前工业制造中几何模型表示的标准是非均匀有理B样条(NURBS)。然而,由于张量积拓扑结构,NURBS在表示复杂几何模型时具有难以克服的局限性。T样条是一种新型兼容NURBS的自由曲面造型表示技术。由于克服了NURBS的多个重要的局限,T样条自提出后引起了学术界和工业界的极大关注。为了使国内外同行对T样条的发展历程和研究现状有一个较为全面的了解,对其进行系统综述。在广泛文献调研的基础上,对T样条的定义、基础算法,以及在计算机辅助设计、工程和制造中的应用进行归纳总结和详细分析,重点分析了这些算法的基本思想和原理,比较了其优点和不足。由于工业界对几何表示的精度和效率的要求越来越高,导致T样条的研究仍然不完善,还存在大量亟待解决的问题和可能的发展方向。

摘要：以提高风扇叶片抗冲击性能为目标,以空心率为约束条件,进行风扇叶片创新构型设计优化,并通过试验件加工和性能评估,验证所设计方案的合理性.建立了瞬态冲击载荷静力学等效方法,获取了风扇叶片在工作状态下能够有效抵抗鸟撞冲击载荷的最优质量分布.基于优化结果,建立了低质量、高抗冲击性能的风扇叶片几何构型.通过3D打印风扇叶片优化构型试验件,进行加工工艺可行性和优化构型试验件的力学性能评估,验证了优化设计方案的工艺可实现性、静力性能和抗鸟撞性能.结果表明:上述优化方法的建立能够为航空发动机空心风扇叶片设计提供可行的技术手段,使得叶片空心率提高到45%以上,并显著提升叶片抗冲击性能.

摘要：为了更加准确地反映压气机内部流场的展向分布特性并提高计算精度,基于流线曲率法发展了1种考虑压气机内部展向掺混作用的计算方法。应用Gallimore-Cumpst y(G-C)掺混模型模拟紊流扩散的作用,在2维Cart er公式基础上引入改善的Rober t s修正模型对落后角进行预估,通过落后角反映二次流的作用,并对3级轴流压气机3S1进行了计算分析和比较。结果表明:不考虑掺混因素时所得计算数据的展向分布情况与实际流场相差较大;只有同时考虑紊流掺混和二次流2种因素,才能得到最优结果。该方法能够较好地模拟轴流压气机的展向掺混作用,得到更加贴近实际的气动参数分布,可为压气机设计和优化提供参考。

摘要：【背景】商用航空发动机需要满足适航安全性要求,其中风扇叶片脱落载荷是在设计中必须考虑的安全设计载荷。发动机整机瞬态显式动力学分析是个有效的分析工具,但在模型规模、计算效率和计算精度方面存在矛盾。整机模型通过选用合适的并行计算策略,一般能提供较为准确的部件界面载荷,但对于单个部件的应力分析,往往由于网格密度不够而不能获得满意结果。【方法】整机瞬态显式动力学仿真子模型技术,采用航空发动机整机简化模型进行整机计算,通过预先设置的子模型边界输出零部件载荷,作为零部件精细模型动强度分析的输入,在保证计算精度的同时,使计算效率大幅度提高。【结果】本文通过一个机匣等效平板靶板冲击试验算例,将平板特定区域定义为子模型,计算结果表明,子模型法能够与局部细化的整体模型得到相同的计算结果。同时,以航空发动机风扇轴为例,将子模型技术应用于叶片飞脱载荷下零部件动力学分析,建立航空发动机整机瞬态显式动力学仿真子模型分析方法,既可以解决叶片脱落等效载荷方法整机层面对粗网格部件应力分析计算误差大的问题,又能够考虑零部件细观结构对强度计算结果的影响。