摘要：刷丝与转子涂层相互作用产生的摩擦热效应直接影响刷式密封的密封性能和使用寿命。分析了刷式密封摩擦副之间的摩擦热效应理论,设计搭建了刷式密封摩擦副摩擦热效应实验装置,设计加工了6种不同结构参数与刷丝材料的刷式密封实验件和4种不同涂层材料的摩擦转盘,实验研究了工况参数、结构参数以及不同摩擦副材料对刷式密封摩擦热效应的影响,通过对比分析刷式密封最高温度以及磨损前后摩擦副的磨损形貌及磨损量,获取了刷丝与转子涂层材料的匹配性关系。研究结果表明:刷式密封最高温度会随着摩擦时长的增加先迅速升高后趋于稳定,随着干涉量的增大而升高,干涉量由0.3 mm增大至0.4 mm,刷丝平均最高温升达39.96℃;最高温度随着刷丝束厚度的增加而升高,随着后挡板保护高度的增大而降低;当刷丝材料为钴基高温合金GH605时,最佳转子涂层材料为WC,当刷丝材料为镍基高温合金GH4169时,最佳转子涂层材料为ZrO_(2),此两种匹配材料能够在相同工况下产生较低的摩擦热量,且耐磨性能高于其他匹配材料。

摘要：针对某航空发动机中介圆柱滚子轴承由于内、外圈倾斜而导致滚子与内圈滚道出现剥落的问题,提出采用内、外圈许用倾斜角评价圆柱滚子轴承的抗倾斜能力,基于该方法分析得到轴承许用倾斜角随着滚子凸度和内圈滚道有效宽度增大而增大,故提出将滚子凸度增大到原结构的3.2倍,内圈滚道有效宽度比原结构增加6%的改进措施,改进后的轴承许用倾斜角提升到优化前的4~9倍,仿真和试验结果表明优化后的轴承能够避免滚子与内圈滚道一端出现应力集中。

摘要：为了解决航空发动机主燃油伺服回路传感器故障率高、固定阈值判定算法精度低的问题,提出了一种基于有限频H_(∞)性能指标的扩展型观测器设计方法和一种动态阈值设计算法,实现主燃油伺服回路早期的故障检测。建立了包含非线性特性的主燃油控制回路数学模型,基于执行器及传感器所受扰动的频率分布区间,采用有限频H_(∞)性能指标,设计了观测器增益保证扰动到残差输出的无穷范数最小,增强了故障检测系统的抗干扰性。基于白噪声的概率统计特性提出了一种自适应动态阈值设计方法,降低了传统故障检测方法中的误报率和漏报率,提高了故障的检测精度,并通过仿真对该方法进行了验证。结果表明:针对不同的故障类型,该方法均可提高故障检测实时性,并提高故障检测精度,误报率和漏报率分别从5.5%和20.5%降至1%和9%,对航空发动机的健康维护具有重要意义。

摘要：为了解决航空发动机附件传动系统花键连接结构在正向设计阶段分析能力薄弱、缺少基础数据支撑,以及在复杂工作条件下齿面磨损严重等问题,开展了浮动花键磨损强度评估方法研究,提出适用于发动机附件传动系统浮动花键的齿面接触应力计算方法。并开展了花键磨损影响因素对比试验,测量不同材料、表面粗糙度、表面处理、润滑条件、偏斜角、齿形条件下的磨损量和齿厚变化量。结果表明:花键表面硬度是决定抗磨损能力的主要因素,硬度大抗磨损能力强;在偏斜状态下工作的花键通过齿形修形改善接触区位置,降低接触应力,可提高抗磨损能力;润滑油润滑可以减小摩擦磨损,减少磨屑产生,是减小花键磨损的首要措施;正确选择齿侧间隙有利于减小磨损发生。

摘要：为了分析滑油从滑油泵组流经燃滑油散热器、喷嘴至轴承腔内的流动换热特性,基于Flowmaster流体系统仿真平台,以发动机滑油供油系统为研究对象,通过各支点喷嘴模型建立及仿真计算,验证喷嘴设计符合性。根据燃滑油散热器结构特点,计算流阻和换热特性,建立仿真计算模型,验证散热器流阻特性及换热性能;建立滑油供油系统模型,仿真计算轴承腔、附件机匣、转接齿轮箱等处供油流量、供油压力及供油温度,分析评估系统流量压力换热特性,支撑滑油系统正向设计。

摘要：为降低轴承腔封严引气流阻,提升滑油系统封严可靠性,以航空发动机轴承腔封严引气结构为研究对象,针对发动机典型工况点,将引气管、轴心引气等三维模型导入CFD软件平台FLUENT划分网格,采用Realizable k-ε模型对流场进行三维数值模拟,流场分析结果与实际相吻合,能够准确地反映气体流动状态。通过对2种引气管结构与3种轴心引气结构流动特性进行对比分析,得到典型工况下封严引气结构的流阻及出口流速等性能参数,最终确定多种封严引气结构对流动特性的影响,从而对引气结构进行改进设计,优化了引气流动特性,为轴承腔封严引气结构设计提供了参考。

摘要：通过不同熔体处理工艺制备第一代单晶高温合金DD426,结合差热分析和JMatPro模拟计算确定合金的凝固路径以及凝固特征温度,采用扫描电子显微镜观察不同工艺制备样品的微观组织,并借助X射线三维断层扫描技术表征样品中的显微孔洞。结果表明,随着熔体处理温度的升高,结晶温度区间先降低后增加,一次/二次枝晶间先降低后增加;碳化物的形貌主要取决于合金成分(碳元素和碳化物形成元素)和凝固条件(生长空间和生长时间);合金中显微孔洞的尺寸、数量、分布受到枝晶间距和碳化物含量和形态的影响。

摘要：为了分析机电系统中的微小时滞对于高速磁悬浮轴承转子系统动态特性的影响,采用数值方法讨论了系统周期解稳定性切换问题及振动响应特性随时滞的演化规律,通过Floquet乘子判断系统周期解的稳定性,对于磁悬浮轴承系统计算出了不同工作转速下转子系统失稳的临界时滞,并进行了仿真验证。结果表明:在转速较低的情况下,引起转子系统失稳的时滞大小都在毫秒级,远远高于一般机电控制系统中可能出现的时滞;当转速升高时,微小时滞对于转子系统稳定性的影响更为显著,当转速升高至约18000 r/min时,失稳时滞缩短至只有60μs,当转速升高至60000 r/min时,转子系统在时滞约为19μs的情况下就会出现失稳。因此在高速磁悬浮轴承系统设计时要充分考虑时滞的影响,以保证系统设计的稳定性。

摘要：采用PIV测速技术,对水平轴风力机在尖速比为7.0的轴流工况进行风洞测量,获得不同叶高处翼型截面的高保真三维速度场;同时,采用OpenFOAM对风力机该工况进行数值模拟,实验结果验证数值模拟的准确性。结果表明对于轴向、切向和径向速度,CFD与实验测量有较好的一致性;对比了叶素动量理论、无黏面元法和CFD等气动模型对叶片载荷的预测结果,并与从PIV速度场推导出的气动力进行比较。结果显示CFD比BEM和面元法更准确地预测叶片载荷,BEM和面元法因为叶尖损失模型和无黏假设等原因对叶尖处载荷预测失效。

摘要：航空发动机回油管路处于润滑油和空气两相混合流动状态,实现管路中油气两相空隙率的测量对深入了解回油管路工作特性,进行管路流动分析及设计具有重要的意义。本文根据回油管路的运行状态,设计了适用于高温工况的8电极电容层析成像(electrical capacitance tomography,ECT)传感器;利用采集的阵列电容信号,建立了基于主成分回归(principle component regression,PCR)的空隙率测量模型;并针对回油管路温度变化范围大所引起的测量误差,提出了一种基于满管电容标定值的空隙率测量温度补偿方法,并进行了实验研究,结果表明,本文所提出的空隙率测量模型及温度补偿方法是有效的,在20℃~180℃温度变化范围内,空隙率测量的绝对误差均在10%以内。