摘要：为了实现变循环发动机快速可靠的模态转换,发展了变循环发动机模态转换过渡态模型及控制规律设计方法。在变循环发动机动态数值仿真程序的基础上,针对模态选择阀与涵道引射器这两个模态转换过程中的关键变几何部件,建立了高精度的气流突扩局部损失模型。首次提出了可考虑模态选择阀堵塞对发动机性能影响的模态选择阀堵塞模型,消除了由于模型不精确造成的模态转换参数波动。在建立的变循环发动机数学模型的基础上,提出了基于直接推力控制技术的模态转换控制规律设计方法,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模态转换过程进行了优化。结果表明,本文提出的模态转换控制规律设计方法可以实现变循环发动机快速平稳的模态转换,双外涵转单外涵的参数变化规律与单外涵转双外涵的参数变化规律基本类似,推力在0.6s就稳定在目标推力值,其余参数大多在1.4s之后才趋于稳定。本文提出的变循环发动机模态转换控制规律设计方法还可应用于常规航空发动机的加/减速过渡态控制规律设计中。

摘要：ANSI/AGMA 2003-B97是现行弧齿锥齿轮领域中应用广泛的一个弯曲应力校核标准。对其弯曲强度校核计算公式进行分析,对关键参数进行修正,以解决弯曲强度校核安全裕度不足的问题,并通过有限元接触分析对其进行验证。基于修正后的弯曲强度校核标准,开发出弧齿锥齿轮强度校核软件,同时给出齿面优化设计方案。提出的方法可提高目前齿面弯曲强度校核计算的精度和效率。

摘要：接受孔对于预旋供气系统内流动和换热具有重要的作用。为对比不同形状的接受孔对预旋供气系统性能的影响,通过实验研究直跑道型、长跑道型以及斜跑道型3种典型结构的接受孔在设计点参数下对预旋供气系统温降以及功耗的影响,并主要分析斜跑道型接受孔模型的流动温降特性。结果表明:相较于采用直跑道型和长跑道型接受孔的预旋供气系统,采用斜跑道型接受孔的系统转子部件的流动损失明显减小,设计点工况下系统温降为24.9K,系统功耗为10.04kW,其比直跑道型接受孔温降效率提高3.5%,系统功耗减小4.2%,熵增减小约9.8%。且旋转马赫数一定时,预旋供气系统压比和系统温比均随着流量比的增大而增大;流量比一定时,旋转马赫数对系统压比几乎没有影响,系统温降随旋转马赫数的增加先增大后减小,两者呈现出二次函数的关系。

摘要：针对压气机叶栅气动高效反设计,建立了基于Gappy proper orthogonal demcomposition(Gappy POD)的气动外形反设计框架。通过Kriging代理模型优化获得某型压气机叶栅的气动优化结果,并以此作为反设计目标基础。为进一步提高基本Gappy POD反设计的效率及精度,发展了基于自适应快照替换优化和修正目标压力系数分布的两种改进方法,并对基本Gappy POD结合两种改进策略的反设计精度和效率进行了详细对比。结果表明:基于自适应快照替换优化流程的反设计框架使得反设计精度明显提高,叶片表面压力系数分布方均根误差从6.49×10^(-3)降低到1.29×10^(-3),而通过修正目标压力系数分布则提高了单次反设计精度。将两种改进策略同时结合改进Gappy POD,能够获得在同等设计精度下更快的收敛速度,可为压缩系统几何部件反设计提供新的高效方法。

摘要：为提高航空发动机齿轮箱壳体的结构性能,减小发动机恶劣工况对壳体产生的不利影响,采用基于变密度法的拓扑优化理论,以最小柔度指数和加权平均模态特征值为目标函数,考虑壳体所处环境的热、弹、流等耦合影响,以最大变形不超过0.15 mm、等效应力不大于材料屈服应力为约束条件,对航空发动机齿轮箱壳体进行了拓扑优化设计;根据拓扑优化结果,对壳体结构进行了几何重构,并对优化前、后壳体结构的强度、刚度、质量进行了对比分析。结果表明,优化后的壳体质量由5.53 kg下降到5.107 kg,减重7.64%;壳体最大变形由0.1731 mm下降到0.127 mm,变形减小26.6%;壳体最大等效应力由124 MPa下降到116.9 MPa,等效应力减小5.7%。在减小壳体质量的同时,有效地降低了壳体的最大变形和等效应力,显著提升了壳体的强度和刚度。对提高航空发动机齿轮箱传动壳体可靠性和寿命具有重大意义。

摘要：本文介绍了光贴片法及光塑性法的原理及在旋转盘弹塑性应变测量中的应用。作者用上述方法设计了等色线条纹的实测系统 ,测定了旋转模型盘及发动机压气机盘在榫槽、偏心孔、中心孔等应力集中区的弹塑性应变分布及塑性区。试验结果表明 :研究的技术成果可应用于旋转盘在试验器上试验或模型试验中的弹塑性应变测定。

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：随着整体叶盘结构在航空发动机中的广泛应用,其抗高周疲劳能力设计愈发重要。为了提高整体叶盘结构的减振能力,以风扇整体叶盘模型试验件为研究对象,设计了2种安装在缘板下方的阻尼环,阻尼环与槽道之间通过摩擦碰撞的方式来消耗振动能量,从而降低结构振动响应。通过谐波平衡法开展了阻尼减振效果分析,获得了在不安装阻尼环、安装长方形截面阻尼环和安装圆形截面阻尼环3种工况下的相对响应幅值。通过采用自由振动衰减法在不同叶片上进行敲击,测试获得3种工况下风扇叶盘前4阶模态对应的阻尼特性。结果表明:在相同激励下,不安装阻尼环、安装长方形阻尼环和安装圆形阻尼环的相对响应幅值分别为0.126%、0.98%和0.168%,圆形阻尼环具有较好的减振效果,与试验结果吻合较好。说明在配合关系合理的情况下,阻尼环与配合槽道摩擦接触消耗能量,降低了风扇整体叶盘的响应,增大了叶盘的低阶阻尼比。研究结果对工程上整体叶盘结构减振设计具有一定的参考价值。

摘要：阐述了动态燃烧的内涵,从先进军用和民用发动机的需求出发,强调了开展主燃烧室动态燃烧研究、支撑燃烧室精细化设计的重要性。对国内外动态燃烧研究进行了总结,从基础研究、模型燃烧室研究、数值模拟研究及工程应用四方面将国内外情况进行了对比。分析了开展动态燃烧研究的难点,梳理了我国开展动态燃烧研究需攻克的四大关键技术,并阐述了其内涵及可采取的技术路径。基于我国先进军民用发动机需求和国内研究现状,提出了建立数据库、发展设计方法、构建理论体系及培养研究队伍等合理化建议。

摘要：针对常规可移动式插板产生的总压畸变稳态分量和动态分量比值较为固定,无法可调,不能真实反映不同进气条件下的复杂总压畸变的动稳态比例的现状,提出了一种改进型插板,采用对常规插板开孔和开齿等方法,通过不同的参数化设计,通过更换插板在发动机进口截面产生不同稳态畸变和动态畸变比值的总压畸变,采用分离涡模拟的方法对改进型插板进行了数值仿真,结果表明:在边缘开孔或开齿会改变插板后涡结构,但不会改变动稳态畸变比例。在插板上均匀开孔或开齿,既会改变板后涡结构,也会降低动稳态畸变比例,而且随着孔齿数量或尺寸的增加,分离区得到更多的射流能量,动稳态畸变比例降低。变齿数插板畸变比例可在0.14~0.50范围内变化。