叶盘
- 通过整体叶盘切缝的振动抑制方法初探∗
，航空发动机整体叶盘逐渐取代榫接叶盘。与榫接叶盘相比，整体叶盘具有轮盘薄、质量轻等优点，且没有榫头与榫槽的摩擦与碰撞，因此降低了材料的磨损。但是，整体叶盘的轮盘及叶片质量与刚度相差较小，容易发生耦合振动［1］；整体叶盘阻尼较小，容易产生高周疲劳破坏；此外在制造及运行过程中难以避免叶盘失谐现象的发生，其产生的振动局部化问题也易导致振动破坏［1］。因此，研究涡轮叶盘系统的振动抑制机理、探索有效的振动抑制方法具有重要的现实意义，是发动机振动抑制领域的热点之一。针
振动、测试与诊断 2023年6期2024-01-05
- 失谐整体叶盘多模态振动抑制的吸振器阵列方法1)
081)引言整体叶盘是新一代高性能航空发动机的关键部件,具有结构紧凑、重量轻和推重比高等优点,代表了高性能航空发动机的发展方向[1].然而,由于缺少了传统叶盘中的干摩擦阻尼,整体叶盘往往具有低阻尼特征,导致其通过共振区域时振幅大.整体叶盘结构模态密集,而航空发动机工况多变、激励频带宽,会激起叶盘多阶模态振动.此外,整体叶盘的制造误差以及服役过程中的不均匀磨损会破坏结构的循环对称性,并引发失谐现象.失谐现象难以避免且随机性强,而整体叶盘对失谐较为敏感,微小的
力学学报 2023年10期2023-11-16
- 基于流固耦合的硬涂层整体叶盘振动特性研究
损坏[1]。整体叶盘作为航空发动机中核心元件之一，在转速快、温度高和气压较大的工况下运作，受到离心载荷、温度载荷、气动载荷等多载荷的共同作用[2]。随着航空航天技术对整体叶盘性能的不断优化，整体叶盘向着质量轻、推重比大、体积小等方向发展。相对于传统的榫槽结构叶盘，整体叶盘缺少了榫槽结构的摩擦效应，导致结构的阻尼性能较低[3]。随着硬涂层阻尼技术的发展，由金属基和陶瓷基合成的硬涂层不但优化了整体叶盘的阻尼性能，还提高了结构的阻尼能力[4]。在复杂多变的载荷作
机床与液压 2023年14期2023-08-17
- 考虑温度梯度的氧化锆整体叶盘振动特性分析
10142)整体叶盘作为燃气轮机、飞机发动机等动力装置的单一结构制造的核心机械部件[1],在高转速、高温度环境下工作,常因高温环境和大温差导致叶片出现复杂的大振幅非线性振动[2]。目前正广泛应用于飞机推进的燃气轮机中的热障涂层(thermal barrier coatings,TBC),其由低导热陶瓷制成,为热流中的叶片等金属部件进行隔热,并降低表面温度[3]。TBC(厚度为100～500 μm)的使用,以及底层高温合金部件的内部冷却,可大幅降低高温合金的
科学技术与工程 2023年6期2023-04-08
- 一种高均匀性650 ℃用高温钛合金大尺寸细晶整体叶盘的制备工艺
金大尺寸细晶整体叶盘的制备工艺，其具体过程为：将合金铸锭在1150～1250 ℃开坯锻造，然后将所得坯料在β相变点以上10～30 ℃进行镦拔变形，锻后水冷，再将坯料加热至850～870 ℃保温12～20 h后随炉升温至990～1000 ℃进行镦拔变形，然后加热至相变点以上10～30 ℃进行镦拔变形，锻后水冷，再加热至850～870 ℃保温12～20 h后随炉升温至990～1000 ℃进行镦拔变形，然后在β相变点以下50～35 ℃进行镦拔变形，最后在β相变点
钛工业进展 2022年6期2023-01-20
- 某型发动机压气机叶-盘结构优化分析
子部件上采用整体叶盘(blisk)结构是一种有效的减重方法。20世纪60年代初，一些小型、短寿命发动机上就已经出现了整体叶盘结构；随后，逐步推广应用到小型涡轴、涡桨、大型军用涡扇发动机上；21世纪初，开始在高涵道比民用涡扇发动机上应用[1]。在整体叶盘应用范围逐步扩大的过程中，制约其应用的两个工程问题有了深厚积累：一是以电化学加工、精密焊接、精密铸造等为代表的整体叶盘制造工艺有了长足进步[2-5]；二是整体叶盘的维修性变好，即外缘叶片在修理限度以内的损伤，
科学技术与工程 2022年34期2023-01-14
- 整体叶盘结构模态特性分析及应力分布规律
12000)整体叶盘是把发动机转子的叶片和轮盘设计成一个整体，采用整体加工或焊接方法制造而成，无须加工榫头和榫槽[1]。现代航空发动机不仅需要向高性能、低重量发展，更要保证其设备的稳定性及安全性。航空发动机整体叶盘常处于高速旋转的工作状态，离心力载荷对整体叶盘应力分布有显著影响。因此，中外学者对整体叶盘的应力分布及振动特性进行了研究。共振是航空发动机整体叶盘在运行过程中需要避免的危险状态，这种现象会使叶盘振动幅值增大，导致结构发生破坏。当外界激励频率与叶片
科学技术与工程 2022年30期2022-12-05
- 航空发动机整体叶盘的五轴数控加工工艺研究
0)0 引言整体叶盘作为航空发动机上的核心零部件，其加工质量直接影响空气动力性能、机械效率以及运转平稳性。在整体叶盘的加工专用软件开发、加工工艺研究与应用技术方面，国内距国际先进水平尚有差距[1]，尤其在窄槽道、小轮毂比高性能、高精度整体叶盘仍存在制造水平与加工效率低的问题。进一步研究高性能整体叶盘的加工技术就显得相当重要，是航空制造行业中的重要课题。笔者利用二次开发的Cimatron软件整体叶盘的加工工艺进行研究，分析航发整体叶盘常用材料的加工工艺特点、
芜湖职业技术学院学报 2022年1期2022-11-24
- 阻尼环在整体叶盘结构中的减振应用
4）0 引言整体叶盘结构是推重比15～20的航空发动机设计和制造技术的发展方向之一，其设计特点是取消常规的盘榫连接方式，将叶片和轮盘作为一体结构，既能减轻转子质量、减少零件数量，又可消除在榫根与榫槽间缝隙中的流动损失，提高气动性能和工作效率。此外，整体叶盘对避免由榫连结构、凸肩、叶冠所导致的裂纹故障和微动疲劳问题也有着重要意义。目前国内外在研、在役的航空发动机风扇、压气机及涡轮上已经大量采用整体叶盘结构。然而，由于整体叶盘的盘体薄、盘片耦合性更强，振动能量
航空发动机 2022年4期2022-10-13
- 整体叶盘抛磨技术研究现状及其发展趋势*
标志[1]。整体叶盘作为航空发动机的核心零件，创新性地将叶片和轮盘作为整体结构，取代了传统的榫头榫槽结构，减少了零件数量，使结构大为简化，同时便于装配平衡，工作效率和可靠性也得到提升[2]。与传统结构相比，整体叶盘结构重量可减轻约50%[3]；GE 公司研制的F414 发动机采用了5 级整体叶盘结构，使其推重比提升至9.1[4]。目前，整体叶盘结构已在YF22、FA18、F22A 等战斗机和波音787、空客A380 等客机上得到应用[5]。国家在“两机”专
航空制造技术 2022年17期2022-09-20
- 叶片质量失谐下整体叶盘的振动响应特性研究*
轮盘结构简称整体叶盘结构,在叶轮机械中起着关键的作用。整体叶盘具有循环对称的结构特点[1],振动模态沿圆周方向均匀一致地分布。但是在其使用过程中,由于材料离散性、安装误差、使用磨损等各方面原因,会导致各扇区在整体叶盘间产生微小差别[2],使其结构的循环对称性遭到破坏。在结构动力学中,这种结构变异称为失谐[3]。在整体叶盘振动过程中,失谐会导致其能量始终集中在一个或几个叶片上,即振动能量的局部化现象[4]。该现象使失谐叶片的振幅可以达到完整参考叶片振幅的数倍
机电工程 2022年8期2022-08-25
- 轮盘外缘含裂纹的叶盘结构振动特性研究
412002)叶盘结构是航空发动机核心结构之一。叶盘结构在理论设计上具有循环对称的特点,各扇区的几何参数和物理参数一致,但是由于不可避免的加工误差、材料缺陷、运行耗损等原因,存在着微小的几何和物理差异,称之为失谐[1]。出现失谐后,振动能量可能不再均匀分布,出现部分叶片振动位移比其他叶片相对较大的模态局部化现象[2-3]。失谐可能使叶盘发生过早的疲劳破坏,对叶盘的安全性和可靠性造成了严重影响[4]。轮盘工作环境恶劣,承受着高速运转强离心力、热应力等载荷,
机械科学与技术 2022年5期2022-05-20
- 激振力阶次对整体叶盘振动影响分析
关注[1].整体叶盘系统在实际工作过程中受力十分复杂,叶轮转子作为对气体做功的主要部件,长期高强度工作,一方面受到整体叶盘在高速旋转状态下的离心力作用,另一方面受到多种气流扰动下的气流激振力作用[2].因此,在多种复杂工况条件下,整体叶盘由于刚性较低,叶片容易产生共振和颤振,这不仅影响叶轮机械的正常工作,甚至还会造成严重的工程事故[3].为了有效避免整体叶盘损坏产生机械故障,对整体叶盘在工作中的振动响应特性分析已经成为了研究热点,并取得了很多重要成果.近年
沈阳化工大学学报 2022年6期2022-04-12
- 叶片涂敷应变依赖性硬涂层的整体叶盘非线性振动特性研究
发动机推力的整体叶盘得到了越来越广泛的应用。另一方面，由于缺少榫头和榫槽的摩擦耗能，整体叶盘自身的振动阻尼一般较小，在恶劣环境下工作时易产生过大的振动应力或响应，甚至会导致疲劳破坏，因此必须对整体叶盘进行有效减振[1]。考虑到盘片不可分离的结构特征和恶劣的工作环境，应用于传统榫接叶盘的叶冠[2]、凸肩[3]和缘板[4]等摩擦阻尼器和黏弹性材料[5]都无法有效抑制整体叶盘的振动应力。因此，迫切需要寻找一种能够适用于整体叶盘的阻尼减振方案。基于金属基(接触面结
振动与冲击 2022年3期2022-02-22
- 复杂时变激励下失谐叶盘瞬态强迫响应分析
BN1 9RH叶盘结构，在工作时受到复杂的多谐波激励，具有密集的共振频谱，易产生高周疲劳而损伤[1-2]。众所周知，叶片失谐会导致叶盘结构的幅值放大效应，即失谐叶盘的强迫振动幅值高于其谐调状态[3]。在早期，Slater等[4]对失谐叶盘强迫振动问题做了详细介绍。其后，Krack等[5]用谐波平衡法计算了失谐叶盘在周期、稳态激励下强迫振动和自激振动。段勇亮等[6]提出了一种失谐叶盘减缩建模及动力响应预测方法，可以高效精确地预测失谐叶盘在谐波激励下的稳态响
航空学报 2021年9期2021-10-20
- 锻造工艺对钛合金锻件组织性能的影响
动机风扇和压缩机叶盘。利用钛合金锻件可以有效地将叶盘的结构类型转化，由传统的多连接叶盘转化成叶片圆盘连接型叶盘[3]，这样可以导致整个叶盘的结构不那么繁琐，组成叶盘的材料需求也降低了，因此叶盘此时能进行保形配置，叶盘需要更好地低疲劳和抗蠕变配置。因此，本文研究了锻造工艺对钛合金锻件组织和性能的影响。1 试验方案1.1 整体叶盘形状与尺寸研究的钛合金选用TC17 合金，该钛合金的是 (Mo+Cr)含量为8%，比TC4 和Ti-6242 具有更高的中温强度，因
中国金属通报 2021年14期2021-07-21
- 航空发动机整体叶盘阻尼波超精微细自动化抛光新工艺
强度的钛合金整体叶盘的加工水平，其叶片的加工精度和表面质量对航空发动机的动力和寿命有直接影响。高水平的整体航空叶盘的磨抛工艺可以提高叶片的尺寸精度及表面质量，由于传统的研磨工艺过于复杂，操作人员往往很难熟练掌握，对叶盘叶片复杂的曲面和重叠叶根部死角等无法均匀触及，导致航空发动机整体叶盘的超精微细抛光研磨成为航空发动机整体性能提升的一个工艺瓶颈，亟待突破[1-2]。1.1 技术研究背景对航空发动机整体叶盘叶片的复杂曲面、重叠叶根等采用数控自动化整体b均匀磨抛
新型工业化 2021年12期2021-03-25
- 考虑应变依赖性特征的硬涂层整体叶盘非线性减振分析
焊接制造)的整体叶盘得到越来越广泛的应用[1]。由于缺少榫头和榫槽的摩擦耗能，整体叶盘的系统阻尼通常较小，振动应力或响应过大，振动的不利影响比较突出。在恶劣工况下，整体叶盘容易发生共振和高周疲劳破坏，从而缩短其有效使用寿命[2]。基于此，有必要对整体叶盘附加外部阻尼器来实现结构件的阻尼减振。对于传统的榫接叶盘结构，大多数研究人员通常应用干摩擦阻尼器(叶冠[3−4]、凸肩[5−6]或缘板[7−8]等)和黏弹性材料[9−10]来消耗振动能量，达到有效减振。但是
中南大学学报（自然科学版） 2021年2期2021-03-17
- 硬涂层对整体叶盘的非线性振动特性影响
42)目前，整体叶盘技术已广泛应用于发动机风扇、压气机、涡轮，能够有效地提高发动机性能、简化结构、降低重量、减少故障率、提高耐久性与可靠性。通常整体叶盘在高压、高温、高转速、高强度载荷的恶劣工况下工作，由振动引发的叶片高转速疲劳故障和因此引发的问题占总故障及问题的比率高达25%[1]。所以整体叶盘的减振具有十分重要的工程应用价值和理论研究意义。对于一般的叶盘结构，通常采用摩擦阻尼器通过摩擦耗能的方法以降低结构的振动应力。但是这种阻尼技术在整体叶盘上很难实现
科学技术与工程 2021年3期2021-02-24
- 基于PIHISCMSM失谐叶盘振动特性研究
盘片轴一体化转子叶盘盘体较薄，振动阻尼能力较弱，导致各种与其振动相关的故障经常发生，如失谐、碰摩、叶片裂纹等，严重影响航空发动机的可靠性和稳健性[1-3]，引起国内外学者广泛关注.Chiu等对叶片-轮盘-轴系统的振动模态进行了研究，分析了叶片尺寸对系统振动特性的影响[4].Li等建立了柔性轴-圆盘-叶片系统的动力学模型，研究了叶片失谐安装角对振动特性的影响[5].Sun等研究了航空发动机复杂双转子系统的非线性动力学行为[6].Wang等提出了一种针对含裂纹
东北大学学报（自然科学版） 2020年12期2020-12-18
- 基于路径规划的大掠扭叶型整体叶盘的叶片分离技术
展, 近年来整体叶盘结构在新研制航空发动机中已得到广泛应用[1]。但是，整体叶盘技术的应用也带来了整体叶盘叶片损伤修复和叶片试验等难题。在这些问题的解决过程中，需要将目标叶片从整体叶盘上分离下来。分离叶片过程造成的变形应尽量小，被分离叶片尺寸精度、位置精度和表面粗糙度要求较高。同时，具有大掠扭叶型的整体叶盘由于叶片掠扭程度大、叶片间相互遮挡、通道相对狭窄，所以刀具可达性较差，这些使叶片分离更加困难。因此，对于大掠扭叶型整体叶盘，需要探索出一种合适的叶片分离
机械制造与自动化 2020年5期2020-10-21
- 航空发动机整体叶盘数控砂带磨削变形行为及其试验研究
00044)整体叶盘是为了满足高性能航空发动机而设计的新型结构件。该结构件将发动机转子叶片和轮盘合成一体，省去了传统连接中榫头、榫槽及锁紧装置等机构，减轻了结构质量，减少了零件数量，避免了榫头气流损失，提高了气动效率，使发动机结构大为简化，现已在各国军用和民用航空发动机上得到广泛应用[1]。目前整体叶盘叶型加工的主流工艺是数控精密铣削加工→手工抛光→振动光饰(或磨粒流光饰)，由于铣削加工存在铣削刀痕，仅靠振动光饰(或磨粒流光饰)工艺无法有效去除，手工抛磨预
金刚石与磨料磨具工程 2020年3期2020-07-03
- 叶片平均频率对失谐叶盘振动局部化影响分析
航空发动机压气机叶盘系统振动的主要问题，失谐即各叶片之间由刚度、质量等因素导致的固有频率的不同，会进一步导致叶盘系统振动局部化现象[1-2]，从而造成叶盘系统的疲劳破坏[3]。很多学者对失谐叶盘振动局部化进行了大量研究。于长波等[4]采用有限元模型对失谐叶盘振动概率响应局部化特性进行了研究；王艾伦等[5]采用集中参数模型和蒙特卡罗分析方法，研究了成组叶盘系统的随机失谐特性，分析了失谐敏感性和失谐强度的关系；曾海楠等[6]基于集中参数模型，考虑了榫头榫槽之间
航空发动机 2019年6期2020-01-14
- 应用于智能插秧机的叶盘数控加工参数优化研究
等核心技术参数与叶盘之间的内在关系，从零部件加工精度、制造成本、整机耐用性等方面考虑，对应用于某一插秧机的叶盘数控加工参数进行了优化分析。1 智能插秧机智能插秧机外形图如图1所示，其核心技术参数如表1所示。2 数控加工技术当前数控加工已被广泛应用于各行各业的机械精加工制造，从先前的三轴联动逐步上升至五轴联动，数控加工技术的优势在于其具备批量化、精度化及控制化等特性。图2充分展示了数控加工技术通过从最初的加工零件材质选取、刀具的灵活多方向目的到达、只需改动少
农机化研究 2019年6期2019-12-22
- 双级带冠整体涡轮叶盘数控电火花加工路径规划
整体式结构的涡轮叶盘是一种必然。涡轮叶盘采用整体的结构，将叶片与叶盘做成一体，组成发动机的零件数量大幅度减少，比传统的涡轮叶盘结构强度高，而且避免了逸流损失，大大提高了涡轮效率和可靠性[2-3]。钛合金和镍基或钴基超级合金等难加工材料由于其性能通常作为制造涡轮叶盘最常用的材料。叶盘叶片的型面弯扭程度大，通常为自由曲面，加之叶冠的存在，使其通道结构狭小，导致闭式整体涡轮叶盘的制造困难[4]。使用高速数控加工制造闭式涡轮叶盘，需要很高的刀具成本和较长的处理时间
组合机床与自动化加工技术 2019年10期2019-10-31
- 基于硬涂层的主动失谐整体叶盘建模与分析
10819)整体叶盘是通过先进的制造工艺将叶片与轮盘做成一体，具有结构简单、重量轻和性能优越的特点，已在各型号航空发动机中广泛应用。叶盘结构理论上是循环对称结构，但通常因为制造误差、不均匀磨损等原因而发生失谐[1]。失谐破坏了叶盘结构的循环对称性，导致结构出现振动局部化[2-4]，造成少数叶片振幅和应力水平显著增大，致使结构过早出现高周疲劳失效。因此，研究如何降低或抑制失谐造成的结构振动水平过大问题十分重要。主动失谐设计作为抑制叶盘振动的重要方法近年来被广
振动与冲击 2019年17期2019-09-17
- 三维叶盘失谐模态分析的摄动降阶方法
区的模型计算整体叶盘系统结构振动特性。然而,各个扇区的结构特性会由于制造公差、运行磨损等因素引入偏差,这种偏差称为失谐,失谐会导致振动能量集中和强迫振动响应幅值的急剧增加[1-2]。因此,在叶盘设计过程中,须考虑失谐的影响,以防止由于结构高周疲劳引起的失效。早期失谐叶盘的研究主要利用集中参数模型和连续参数模型[3-4],分析结构参数对局部化程度的影响规律,但模型过于简化,无法直接对应较为复杂的叶片轮盘结构。随着计算机硬件的发展,逐渐利用三维实体有限元模型对
西安交通大学学报 2019年9期2019-09-10
- 基于构件模态失谐模型的涂层整体叶盘失谐辨识
10027)整体叶盘作为航空发动机的重要核心部件之一，是提高发动机性能、简化结构、降低重量、提高耐久性与可靠性的重要结构，其品质优劣直接决定了航空发动机的寿命与性能。由于缺少榫头-榫槽的摩擦阻尼减振环节，整体叶盘在气动、机械、温度场等载荷的共同作用下很容易产生共振而使叶盘结构发生疲劳失效。因而抑制整体叶盘过大的振动、减少疲劳损伤等已成为整体叶盘设计研发过程中必须解决的一个关键环节。目前，面向整体叶盘减振的方法通常有以下几类：在轮盘或叶根处增加阻尼结构[1]
振动与冲击 2019年14期2019-08-06
- 干摩擦阻尼结构对失谐叶盘振动局部化的约束作用
擦阻尼结构对失谐叶盘系统振动局部化的影响，采用能够复现局部微动滑移特征的三维微滑移干摩擦模型和抗混叠时频域融合算法，对含干摩擦阻尼结构的失谐叶盘系统进行了强迫振动的计算模拟。比较了考虑围带处干摩擦阻尼和未考虑干摩擦阻尼时叶片振动响应的变化及局部化因子的大小，并研究了干摩擦阻尼参数在失谐叶盘系统减振控制中的影響规律。计算结果表明：干摩擦阻尼结构可降低失谐叶盘系统振动响应的局部化程度，叶片间的摩擦约束力完全不同，每支叶片所对应的最优初始正压力及最优摩擦系数均不
河北科技大学学报 2019年1期2019-06-11
- 基于叶片贡献度的叶盘系统频率转向特性*
发动机压气机谐调叶盘具有频率转向现象[1-2]，而加工误差、工作过程中的磨损和抑制颤振等原因会导致各叶片的固有频率的差异，即失谐。失谐会造成严重的局部化[3]。国内外研究人员对于失谐叶盘系统频率转向特性开展了大量研究。文献[4-5] 对叶盘频率与系统参数的关系进行了研究。文献[6-9] 研究了叶盘频率转向与失谐之间的关系。文献[10-13]对叶片频率转向与振型转换特性进行了研究。王南飞等[14]的研究表明旋转叶片必须考虑预应力影响。上述研究没有考虑在频率转
振动、测试与诊断 2019年2期2019-05-09
- 涂敷硬涂层的整体叶盘振动特性与阻尼解析分析
10819)整体叶盘能够有效提高推重比和气动效率，刚性好，平衡精度高[1]，已成为第四、五代战机的必选结构。但是，整体叶盘在真实工况下对失谐具有更高的灵敏度，会促使局部振动超标，严重威胁发动机的可靠性与飞行安全[2]。相关统计表明，叶片的振动疲劳失效而引发的故障要占发动机振动故障的70%以上[3]。因此，叶盘结构的有效减振具有非常重要的实际价值和意义。对于传统的榫接叶盘，一般利用摩擦阻尼器的摩擦耗能来降低结构的振动应力。Laxalde等[4]利用附加摩擦环
振动与冲击 2018年20期2018-11-01
- 失谐叶盘系统避共振可靠度评估方法
191）0 引言叶盘系统的振动特性对航空发动机整体结构的可靠度有很大影响。实际叶盘系统由于加工、磨损等因素，各扇区之间存在微小差别，称为失谐。失谐会导致系统出现模态局部化和共振区间拓宽等问题，对发动机运行安全造成严重影响。国内外学者对失谐叶盘的振动特性进行了大量研究，取得了很多成果[1-3]。白斌等[4]详细阐述了失谐叶盘结构分析模型、响应局部化、失谐识别与预测等方面的研究现状，并对未来研究方向进行了说明；王建军等[5-7]建立了失谐叶盘系统的集中参数模型
航空发动机 2018年5期2018-09-17
- 叶盘结构非线性振动频域分析方法研究综述
的共同作用，导致叶盘及转子结构的振动失效，严重影响发动机部件的疲劳寿命及正常使用。本文概述了叶盘系统的非线性振动及控制问题。从失谐、周期解计算方法、非线性模态、干摩擦阻尼影响、裂纹及碰撞、流固耦合等几方面介绍了叶盘振动问题的研究进展。针对叶盘及转子结构参数不确定振动抑制问题，分析了局部非线性结构的鲁棒优化设计方法。最后，提出了叶盘及转子结构振动响应分析方法研究所要解决和关注的若干问题。关键词：叶盘;转子;参数不确定;局部非线性;鲁棒优化设计中图分类号：V2
航空科学技术 2018年9期2018-07-13
- 600℃高温钛合金双性能整体叶盘锻件制备技术研究进展
创新制备了如整体叶盘等轻量化结构，减少零件数量，减轻结构质量，降低零件本身承载应力及对压气机轴等配合件的负荷，从而提高发动机的推重比和使用可靠性。整体叶盘将叶片、轮盘等零件集成设计为一个整体构件，较之传统的榫齿连接结构，整体叶盘减重约30%，消除了因连接和装配引起的零件间接触应力，避免了叶片榫头与轮盘榫槽之间因微动磨损疲劳失效的潜在风险，消除了气流在榫头与榫槽间的泄漏，减小了叶片与轮盘转子组件的径向温度梯度，有效降低热机械疲劳风险，改善压气机气动稳定性，提
材料工程 2018年5期2018-05-16
- 整体叶盘高效加工技术与刀具应用分析
需求，其中，整体叶盘制造更是核心瓶颈技术攻关之一。随着近几年的外来技术引进及国内的制造水平提升，发动机整体叶盘制造技术被攻克，但加工效率低下，远远达不到量产需求，工艺技术及刀具需进一步研发。刀具是机械加工的基本硬件之一，合适的刀具能提高零部件的加工效率、加工精准度，降低生产成本。1 整体叶盘材料特性及整体叶盘盘铣加工技术分析1.1 整体叶盘材料特性整体叶盘是航空发动机的组成之一，整体叶盘的存在能提高发动机性能、减小重量、提高耐久性与可靠性。常见的整体叶盘材
现代制造技术与装备 2018年4期2018-02-17
- 失谐叶盘受迫响应的灵敏度分析方法
9QT,英国失谐叶盘受迫响应的灵敏度分析方法谭元球1，臧朝平1,*，周标1，段勇亮1，E.P.PETROV21.南京航空航天大学 能源与动力学院 江苏省航空动力系统重点实验室，南京 210016 2.赛克斯大学 工程与信息学院，布莱顿 BN1 9QT,英国针对失谐叶盘结构的受迫响应与叶片失谐之间的敏感性问题，提出了一种失谐叶盘最大响应幅值分别关于叶片频率失谐参数和叶片节点失谐质量的一阶和二阶灵敏度系数计算方法，以探究叶盘结构失谐参数对其最大响应幅值的影响。
航空学报 2017年12期2018-01-05
- 整体叶盘叶片自动化抛光颤振抑制技术
10015）整体叶盘是将叶片和轮盘设计为整体的新型结构件，由于减轻了零件重量、降低了气体性能损失，因而对于提升航空发动机性能具有重要作用，是提升航空发动机性能的新型结构件[1-3]。为提高整体叶盘叶片的型面质量，保证整体叶盘在高温、高压、高转速等工况下的性能，精加工后必须对叶片型面进行抛光[4-6]。然而，整体叶盘叶片属于典型的悬臂梁结构，叶身薄，抛光时极易发生颤振现象，造成抛光工具磨损严重、叶片型面出现鱼鳞状波纹[7-8]。这种波纹的方向与抛光轨迹的方向
航空制造技术 2017年8期2017-05-16
- 黏弹性阻尼材料对整体叶盘固有特性的影响
性阻尼材料对整体叶盘固有特性的影响王 娇a, b，于 涛a, b，张曰浩c(烟台大学 a. 机电汽车工程学院；b. 山东省高校先进制造与控制技术重点实验室；c. 工程实训中心, 山东 烟台 264005)整体叶盘是航空发动机的关键部件，在多场耦合复杂边界条件作用下，容易发生复杂的振动，当叶片发生疲劳破坏时，导致整体叶盘的叶片无法更换.为提高整体叶盘的抗高周疲劳能力，提出在整体叶盘盘缘底部添加黏弹性阻尼材料以实现整体叶盘振动抑制的方法，采用复常量模型表征添加
东华大学学报（自然科学版） 2016年4期2017-01-10
- 干摩擦阻尼对失谐叶盘系统受迫振动的影响
干摩擦阻尼对失谐叶盘系统受迫振动的影响刘雅琳1,上官博2,徐自力3(1.西安建筑科技大学环境与市政工程学院, 710055, 西安;2.西安热工研究院有限公司, 710032, 西安;3.西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室, 710049, 西安)针对目前含非线性干摩擦阻尼结构的失谐叶盘系统振动特性研究中,非线性干摩擦接触模型的建立及高自由度非线性系统的求解问题,采用抗混叠时频域融合算法和三维微滑移摩擦接触模型,对某含有非线性干摩擦阻尼结构的失谐
西安交通大学学报 2016年2期2016-12-21
- 涡轮转子叶片-轮盘的振动特性分析
耦合叶片-轮盘(叶盘)在不同边界条件下进行振动特性分析，为叶片-轮盘的设计优化和振动安全性检验提供数值依据，并通过对比分析得出相关结论。航空发动机；涡轮转子；叶片-轮盘；振动分析1 引 言涡轮转子叶盘是航空燃气涡轮发动机的重要组件，工作时受较高的振动交变、离心负荷等作用，容易产生故障。据相关统计，振动故障率占涡轮发动机总故障率的60%左右，而叶片振动故障又占振动故障率的70%以上。关于叶盘的振动特性分析，国内外较多的是把叶片和轮盘作为孤立元件分别进行研究，
工程与试验 2016年3期2016-11-10
- 基于近似CMS法及模态测试的失谐叶盘结构动力学特性研究
及模态测试的失谐叶盘结构动力学特性研究张亮，李欣（辽宁工业大学机械工程与自动化学院，辽宁 锦州 121001）为解决工作转速下失谐叶盘结构动力学特性分析计算量大的问题，提出一种近似CMS超单元法。该方法采用先预应力子结构后整体的分析方式，分析叶盘结构在工作转速下的动力学特性。通过循环对称分析法验证该方法的分析精度。采用模态测试及有限元法识别叶片失谐参数，基于近似CMS超单元方法分析某失谐叶盘结构在工作转速下的动力学特性。结果表明：谐调叶盘结构无量纲动频相对
中国测试 2016年6期2016-10-18
- 航空发动机失谐叶盘动态特性研究进展*
用等方面的研究。叶盘结构是航空发动机中的关键构件，其工作状态直接影响到整机的结构完整性和工作可靠性[1]。随着结构设计、材料和加工工艺等方面的不断进步，现代航空发动机的压气机/风扇中广泛采用整体叶盘（环），与高效气动设计相结合，使压气机/风扇的效率提高、流动损失降低，发动机整机的性能参数显著改善。先进的气动和结构设计使得叶盘所承受的气动负荷增加，而结构本身却变得更为轻巧，因此其振动问题也更加突出，严重地威胁着航空发动机的结构强度和寿命[2]。叶盘结构以往的
航空制造技术 2016年21期2016-05-30
- 整体叶盘数控砂带磨削技术及其试验
。航空发动机整体叶盘是新一代先进航空发动机实现结构创新与技术跨越的核心关键零部件[1]。这种创新结构大大降低了整体叶盘重量、减少了气流的泄露，对于改善压气机的稳定性、减少了轮盘沿径向的温度梯度、降低发动机故障率、提高其耐久性与可靠性具有重要影响[2-3]。目前整体叶盘叶型加工的主流工艺是数控精密铣削加工→手工抛光→振动（或磨粒流）光饰，由于铣削加工存在切削刀痕，仅靠振动（或磨粒流）光饰工艺无法有效去除铣削刀痕，手工抛磨预处理仍是目前国内主要的整体叶盘加工方
航空制造技术 2016年21期2016-05-30
- 主动失谐叶盘振动特性及鲁棒性研究
素影响，实际工业叶盘中各叶片间不可避免地存在一些偏差，通常称为“失谐”[1-2]，导致叶盘出现振动局部化，使得少数叶片的振动幅值过大而产生过早的高周疲劳。考虑失谐的影响，并合理地利用失谐已成为当下研究的热点问题。在以往的研究中，提出了各种人为失谐类型，应用较广泛的包括交替失谐[3]、谐波、伪谐波失谐[4]和线性失谐[5]。于长波等[6-8]系统研究了人为失谐对叶盘结构固有特性和响应特性的影响；Lim[9]等利用振动能量传播思想，从理论上验证了利用失谐设计减
航空发动机 2015年6期2015-11-19
- 某型航空发动机整体叶盘强度分析*
031)0 引言叶盘是发动机的核心部件，它的性能水平对发动机的可靠性和安全性具有决定性的影响。随着航空发动机推重比的提高，导致叶盘的负荷越来越大，对叶盘工作温度、转速、性能的要求越来越高。随着第四代战斗机的出现，开始采用整体叶盘结构，其优点是省去了榫头减小了轮缘载荷、有效地减轻了叶盘的重量，可以增加发动机的推重比和改善冷却效果，提高发动机的效率［1－3］。国内外对发动机叶盘强度问题展开了大量的研究工作，特别是美国在1980年后随着HOST计划的推进，在提高
机械研究与应用 2015年4期2015-06-11
- 焊接式整体叶盘加工余量自适应优化方法*
定华 吴宝海整体叶盘是新一代高推比航空发动机设计中采用的最新结构和气动布局形式。它将叶片和轮盘直接连接为一整体，大大简化了发动机的结构，进一步提高了发动机的推重比和可靠性。因此，整体叶盘在先进航空发动机中获得了广泛应用[1]。目前，整体叶盘的制造主要采用复合制造工艺方式，包括精锻制坯＋精密数控加工，焊接制坯＋精密数控加工以及高温合金整体精铸毛坯＋热等静压处理[1-3]。其中，线性摩擦焊接工艺由于具有节省大量贵重金属材料、减少加工时间、综合性能高等优点，成为
航空制造技术 2015年19期2015-05-31
- 商用航空发动机整体叶盘通道加工方法分析
雪 韩秀峰整体叶盘最初用于军用低压压气机，而后发展用于高压压气机，目前商用航空发动机也越来越多采用整体叶盘结构。图1[1]所示为整体叶盘在航空发动机中的应用发展趋势。整体叶盘结构可以降低航空发动机重量，同时增加发动机工作效率，从而提升发动机推重比。同时，整体叶盘结构避免了榫头、榫槽间的微动磨损、微观裂纹、锁片损坏等意外故障，大大提高了发动机工作寿命和安全可靠性。商用航空发动机的整体叶盘主要应用于风扇及压气机，材料多为钛合金和高温合金锻件，均属于难切削材料
航空制造技术 2015年12期2015-05-31
- 喷气式发动机叶片及整体叶盘的高效加工方案
伊斯卡还因向整体叶盘提供创新的高效解决方案而享有良好的声誉。整体叶盘（见图1）是由一个轮盘及多个叶片组成的单个航空发动机组件。研发整体叶盘的目的旨在取代由一个轮盘与多个可移出的叶片组成的传统装配式叶盘。自20世纪80年代中期推向市场后，整体叶盘越来越受市场欢迎。整体叶盘也被称作整体叶盘转子（IBR's），往往由整体材料加工而成。图 1整体叶盘的压缩机和风扇在现代涡轮喷气发动机的运用不仅带来性能的改善，还免除了对轮盘及叶片进行组装，并使得重要组件能在一次装夹
金属加工(冷加工) 2015年20期2015-05-08
- 多轴摆线铣在整体叶盘粗加工中的应用
多轴摆线铣在整体叶盘粗加工中的应用■沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司 （辽宁110043） 朱 丽 侯 波 汪欢 王梁丞摘要：本文主要针对高温合金难加工材料中小型整体叶盘的粗加工过程，如何采用多种摆线铣方式进行粗开槽加工，阐明了摆线铣方案和其他加工方案的不同之处及其优势，并对多轴摆线铣编程方式加工特点进行说明，为难加工材料的中小型整体叶盘加工提供了一种有效方法。整体叶盘作为高推重比为特征的先进航空发动机的关键部件，结构更加复杂，技术要求更加严格；其制
金属加工(冷加工) 2015年15期2015-02-20
- 阿米西达对黄瓜霜霉病的室内药效试验
子囊 游动孢子 叶盘黄瓜霜霉病[Pseudoperonospora cubensis（Berk. et Curt.）Rostov]是我国各黄瓜产区普遍发生的一种病害，最早发现于北美的古巴（1886年）。我国最早报道于1912年，在湖南省的南瓜上发现 [1]。该病菌除了侵染黄瓜外，还侵染葫芦科的大约20个属40个种的作物，其中10个种在黄瓜属 [2]。黄瓜霜霉病主要依靠孢子囊传播，当孢子囊被携带到叶片上后，在合适的条件下就可通过叶片的气孔侵入植物。病菌可通过
农业研究与应用 2014年1期2014-08-15
- 航空发动机叶盘结构应力和变形的概率分析
发动机总故障中，叶盘结构故障约占25%，严重影响发动机的安全性、可靠性、稳健性和效率等性能及对其失谐结构识别和预测[1-14]，如Kenyon在所建立的模型中分析了2个相间裂纹叶片对叶盘结构振动特性的影响规律（王艾伦等也做了类似研究），又采用谐波扰动法建立剪切弹簧环模型，研究了在微小失谐情况下受迫响应的灵敏度，采用灵敏度系数法对实际叶盘结构有限元模型进行优化；Bladh基于综合模态分析法（CMS）提出减缩模型（ROM），计算了受迫响应的概率问题，与Mont
航空发动机 2014年2期2014-04-27
- 压气机转子错频叶盘结构振动响应分析
龙压气机转子错频叶盘结构振动响应分析徐可宁1，王延荣2，刘金龙1(1.中航空天发动机研究院有限公司，北京100028；2.北京航空航天大学能源与动力工程学院，北京100191)利用三维叶轮机械气动弹性分析软件AEAS，对某压气机转子错频叶盘结构进行了振动响应分析，比较了各计算参数、错频量对数值仿真精度和效率的影响。结果表明，谐响应分析和瞬态响应分析，可得到错频叶盘结构各叶片的瞬态位移或动应力响应，进而获得各叶片的位移放大因子。通过研究错频对叶盘结构振动响应
燃气涡轮试验与研究 2013年3期2013-07-05
- 失谐多级整体叶盘振动模态特性定量评价方法研究
1）失谐多级整体叶盘振动模态特性定量评价方法研究葛长闯1，王建军2，刘永泉1（1.中航工业沈阳发动机设计研究所，沈阳 110015；2.北京航空航天大学能源与动力工程学院，北京 100191）主要研究了失谐多级叶盘振动模态局部化的定量评价方法。采用3种基于应变能理论的模态局部化因子来，评价失谐多级叶盘的振动模态特性。在此基础上，分析了典型失谐模式的2级叶盘模态局部化特性。分析结果表明：3种模态局部化因子在失谐多级叶盘振动评价中具有较好的适应性。失谐；多级叶
航空发动机 2012年1期2012-06-06
- 失谐叶盘结构振动响应局部化实验研究
可或缺的。在失谐叶盘结构响应局部化实验研究方面，国外学者做了开创性的工作，例如，Kruse［5］采用压电陶瓷作动器作为阶次激励激振装置，测量了高密度模态区域阶次激励作用下的强迫响应特性。而 Judge［6－7］通过在各叶片尖部粘贴不同的质量块实验研究了频率转向区域以外高密度模态弱耦合区域的失谐叶盘振动模态局部化和强迫响应振幅放大。Duffield［8］采用飞轮激振形式进行了阶次激励下发动机风扇叶盘简化模型的稳态强迫响应实验研究，Jones和Cross［9］
振动与冲击 2012年1期2012-02-12
- 裂纹叶片分布对失谐叶盘结构振动特性的影响
)叶片—轮盘简称叶盘结构是叶轮机械的核心部件。理论上它是一种循环周期结构，实际上，由于不可避免的材料缺陷、制造误差以及使用磨损等因素，往往导致叶片的形状、刚度和质量等参数沿周向分布不完全相同，引起失谐。失谐可能造成叶盘结构出现振动局部化现象［1］。由于叶盘结构工作条件恶劣，长期承受巨大的离心力和气流等静、动载荷作用，工作中的叶盘结构某些叶片将出现裂纹，并发现叶片上的裂纹多为穿透型裂纹［2－4］。显然，裂纹叶片是引发叶盘结构失谐的重要原因之一。许多学者对含有
振动与冲击 2011年4期2011-06-02
- 级间接触耦合的失谐叶盘模态局部化问题研究
拉杆预紧力将各级叶盘结构组合成转子［1］。组成转子的各级叶盘结构通常为周期谐调的，叶盘系统中的各叶片性质相同，系统的模态振型沿圆周均匀分布。谐调叶盘会产生频率转向现象，即系统特征频率轨迹随着系统某些特性参数变化时先汇聚但不交叉，然后再分离的现象。实际叶盘系统中，由于加工、磨损等因素的影响，叶片间的性质难免存在较小的差异(称之为失谐)。失谐导致周期结构系统模态产生局部化现象［2］，这是叶片产生高周疲劳破坏的主要原因［3］。叶盘结构对失谐的敏感性很大程度上受频
振动与冲击 2011年9期2011-02-13
- 考虑控制电路失谐的叶盘结构振动控制研究
虑控制电路失谐的叶盘结构振动控制研究王艾伦 李 林中南大学现代复杂设备设计与极端制造教育部重点实验室,长沙,410083以适用于多能域系统建模的功率键合图为工具,建立了叶盘结构与压电回路耦合动力学模型,研究了电路参数失谐对叶盘结构振动特性的影响规律,并进行了验证。研究结果表明:控制电路失谐会使叶盘结构的动力学特性受到影响,且其影响大小与失谐支路离失谐叶片的距离有关,距离越远影响越小;在同一支路的各个参数中,电阻失谐对叶盘结构的最大振幅影响最大,电容失谐不影
中国机械工程 2011年12期2011-01-29
- 含两个相间裂纹叶片的失谐叶盘结构振动特性研究
片—轮盘结构简称叶盘结构,是叶轮机械的关键部件。理论上,它是一种循环周期结构,其模态振型会均匀地沿圆周方向传递至整个结构,但实际上,材料缺陷、制造误差以及使用磨损等因素,往往导致叶片的形状、刚度和质量等参数沿周向分布不完全相同,引发失谐。失谐可能造成叶盘结构的振型沿周向不再均匀分布,某些叶片的响应幅值过高,即出现振动局部化现象[1]。在过去几十年里,由于叶片趋向于薄尺寸、轻质量和小展弦化,以及整体叶盘结构开始运用于叶轮机械等因素,从而增加了叶盘结构对失谐的
中国机械工程 2010年11期2010-05-30