双辐板涡轮盘结构强度分析 被引量：9

1

作者 栾永先 《航空发动机》 2012年第4期38-41,共4页

对双辐板涡轮盘的结构特点和工艺难点进行了介绍,通过与传统涡轮盘进行对比阐述了双辐板结构的先进性,并应用有限元分析软件对传统涡轮盘和双辐板涡轮盘进行了强度分析。结果表明:双辐板涡轮盘在强度和质量方面具有优势,对双辐板涡轮盘... 对双辐板涡轮盘的结构特点和工艺难点进行了介绍,通过与传统涡轮盘进行对比阐述了双辐板结构的先进性,并应用有限元分析软件对传统涡轮盘和双辐板涡轮盘进行了强度分析。结果表明:双辐板涡轮盘在强度和质量方面具有优势,对双辐板涡轮盘未来的研制提出了设想。 展开更多

关键词 双辐板涡轮盘 结构设计 强度分析 航空发动机

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高推质比双辐板涡轮盘结构研究及光弹试验验证 被引量：6

2

作者 董少静 申秀丽 +4 位作者 康滨鹏 樊江 李守秋 栾永先 霍成民 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期114-120,共7页

为了满足高推质比发动机的设计要求,采用渐进结构优化算法对传统涡轮盘进行了拓扑优化,确定了双辐板涡轮盘的结构形式.针对拓扑优化结果对双辐板涡轮盘进行了有限元分析和尺寸优化,使得同等应力水平下的双辐板涡轮盘比传统涡轮盘的质量... 为了满足高推质比发动机的设计要求,采用渐进结构优化算法对传统涡轮盘进行了拓扑优化,确定了双辐板涡轮盘的结构形式.针对拓扑优化结果对双辐板涡轮盘进行了有限元分析和尺寸优化,使得同等应力水平下的双辐板涡轮盘比传统涡轮盘的质量降低了23.6%.通过三维旋转光弹试验验证了所提出的双辐板涡轮盘结构的合理性和相关计算的正确性. 展开更多

关键词 高推质比 双辐板涡轮盘 拓扑优化 尺寸优化 光弹试验

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温比对第一级导叶端壁气膜冷却特性的影响 被引量：5

3

作者 袁瑞明 浦健 +2 位作者 王位 王建华 栾永先 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期1872-1879,共8页

利用高温风洞及远红外热像技术,在两种主燃气与冷气温比(TR)(1.64、2.68)和4种气膜注射吹风比(BR)(0.6、1.0、1.5、2.0)下,研究了导叶端壁十排复合角度圆形气膜孔的综合冷却效率。对比高、低温比下的实验结果发现:(1)在无气膜时,端壁前... 利用高温风洞及远红外热像技术,在两种主燃气与冷气温比(TR)(1.64、2.68)和4种气膜注射吹风比(BR)(0.6、1.0、1.5、2.0)下,研究了导叶端壁十排复合角度圆形气膜孔的综合冷却效率。对比高、低温比下的实验结果发现:(1)在无气膜时,端壁前缘的最高温点会因主流温度的提高而更靠近叶片前缘;(2)气膜出流时,端壁近吸力面区域冷却效率高于近压力面区域,冷却效率随BR的提高而不断增大,且BR从1.0增加到1.5时,冷却效率增幅最明显;(3)在同一BR下,端壁的综合冷却效率会随TR的增加而提高,但随着BR的不断加大,TR对端壁平均冷却效率的影响逐渐减小,即:相比于TR为1.64下的面平均冷却效率,TR为2.68工况下的平均冷却效率在BR为0.5时可提高18.2%,而在BR为2.0时,其只相对提高了8.8%。 展开更多

关键词 气膜冷却 温比 综合冷却效率 端壁 红外热像仪

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先进涡轮盘结构强度对比分析 被引量：3

4

作者 栾永先 《航空发动机》 2013年第3期41-45,共5页

为减小航空发动机涡轮盘应力,减轻质量,提高发动机推重比,介绍了3种先进涡轮盘,即纤维增强涡轮盘、双辐板涡轮盘和整体涡轮叶盘的结构特点和工艺难点,提出其未来的研制设想;应用有限元分析软件对传统涡轮盘与3种先进涡轮盘进行了强度对... 为减小航空发动机涡轮盘应力,减轻质量,提高发动机推重比,介绍了3种先进涡轮盘,即纤维增强涡轮盘、双辐板涡轮盘和整体涡轮叶盘的结构特点和工艺难点,提出其未来的研制设想;应用有限元分析软件对传统涡轮盘与3种先进涡轮盘进行了强度对比分析和质量计算。结果表明:3种先进涡轮盘在强度和质量方面较传统涡轮盘具有优势,突破相应的关键技术后,可应用于未来高推重比发动机中。 展开更多

关键词 涡轮盘 纤维增强 双辐板 整体叶盘 结构强度 航空发动机

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无螺栓后挡板与叶片接触压力的分析 被引量：2

5

作者 栾永先 罗贵火 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第9期1550-1553,共4页

以有限元分析平台为基础,寻求了涡轮和无螺栓挡板之间的过盈量与涡轮转速、无螺栓后挡板前后气体压力差、叶片对无螺栓挡板压力三者的变化规律.利用最小二乘法拟合出上述变化规律的方程,通过涡轮与无螺栓挡板之间的变形协调关系,归纳出... 以有限元分析平台为基础,寻求了涡轮和无螺栓挡板之间的过盈量与涡轮转速、无螺栓后挡板前后气体压力差、叶片对无螺栓挡板压力三者的变化规律.利用最小二乘法拟合出上述变化规律的方程,通过涡轮与无螺栓挡板之间的变形协调关系,归纳出转速、无螺栓后挡板前后气体压力差和无螺栓挡板能提供的压力这三者关系方程. 展开更多

关键词 航空、航天推进系统 无螺栓挡板 有限元 变形协调 航空发动机

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一种降低端壁温度的离散气膜孔布置 被引量：3

6

作者 苏杭 浦健 +2 位作者 王位 王建华 栾永先 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期2620-2626,共7页

本文利用端壁表面耦合传热温度分布作为设计依据,提出了一种可以降低端壁表面整体温度、强化前缘与压力面根部冷却效果的离散气膜孔布局。在主流温度T_∞=200℃和冷热气流质量流量比MFR=1.0%的工况下,实验比较了这种离散气膜孔布局与顺... 本文利用端壁表面耦合传热温度分布作为设计依据,提出了一种可以降低端壁表面整体温度、强化前缘与压力面根部冷却效果的离散气膜孔布局。在主流温度T_∞=200℃和冷热气流质量流量比MFR=1.0%的工况下,实验比较了这种离散气膜孔布局与顺排布局对端壁冷却带来的影响,可以发现:1)二次流导致顺排气膜孔布局并不能获得均匀的端壁表面温度分布;2)在相同孔数下,对压力侧根部使用小径向角孔及孔加密,前缘吸力侧进行孔加密和使用对冲孔,以及其他区域均匀布孔,可以使端壁表面温度分布更加均匀、温降更大;3)较顺排布局而言,离散布局使得端壁吸力侧前缘和压力侧根部冷却效果分别提高了36.4%和32.7%,即使在最小温降区域,其冷却效果也提高了10%左右. 展开更多

关键词 端壁 气膜冷却 离散布局 温降

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某涡轮性能试验件结构设计 被引量：1

7

作者 栾永先 赵光电 《航空发动机》 2015年第5期8-13,共6页

为验证某新设计涡轮的效率,设计了涡轮性能试验件。对涡轮性能试验件试验原理、具体结构和主要零部件材料进行了介绍,阐述了轴向力平衡、轴承润滑和密封结构的设计方法。利用有限元法对试验件转子和工作叶片进行了强度计算分析,利用数... 为验证某新设计涡轮的效率,设计了涡轮性能试验件。对涡轮性能试验件试验原理、具体结构和主要零部件材料进行了介绍,阐述了轴向力平衡、轴承润滑和密封结构的设计方法。利用有限元法对试验件转子和工作叶片进行了强度计算分析,利用数值法和有限元法对涡轮盘和工作叶片之间联接销钉的强度进行了计算分析,在转子叶片叶尖部位采用了防泄漏结构设计并进行了流动计算分析。计算和试验表明:该涡轮性能试验件结构满足装配和强度要求,叶尖防泄漏结构设计合理,涡轮试验效率与理论设计效率相吻合。 展开更多

关键词 涡轮 试验件 结构设计 有限元 强度计算 航空发动机

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新型尾缘涡冷-冲击结构流动换热特性分析研究

8

作者 万发君 张丽 +1 位作者 栾永先 宋伟 《机械与电子》 2014年第4期20-23,共4页

设计了一种新型尾缘结构。通过采用双重涡冷双重冲击的方法,最大限度地利用冷却气流,提高整个尾缘的换热能力。在优化圆形截面通道结构过程中,试着通过改变通道横截面积来减少压力损失,通过几种方案比较,认为只扩大出口面积效果最佳。

关键词 涡轮 叶片尾缘 涡冷 冲击 换热 压力损失 综合冷效

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改善局部难冷区域的一种导叶层板端壁

9

作者 王位 浦健 +2 位作者 王建华 栾永先 康滨鹏 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期581-586,共6页

受二次流的影响,气膜冷却端壁表面存在大量难冷区域。紧凑型层板结构可以实现端壁的双侧冷却,从而缩小难冷面积。本文通过改变气膜孔布局,设计了一种可以有效改善局部难冷区域的层板冷却端壁。在主冷流温比1.5下,测量了端壁表面的温降... 受二次流的影响,气膜冷却端壁表面存在大量难冷区域。紧凑型层板结构可以实现端壁的双侧冷却,从而缩小难冷面积。本文通过改变气膜孔布局,设计了一种可以有效改善局部难冷区域的层板冷却端壁。在主冷流温比1.5下,测量了端壁表面的温降特性和综合冷却效率分布,通过与均匀气膜布局的层板端壁相比较,发现:采用改进后的层板结构,可以显著降低端壁表面温度,缩小难冷区域面积,获得更均匀的冷却效果。且压力侧根部区域与吸力面前缘区域冷却效果增幅尤甚。另外,此层板的改进优势随着质量流量比的增加变得更明显。 展开更多

关键词 端壁冷却 层板结构 气膜孔布局 综合冷却效率

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实验研究层板结构对端壁冷却的影响

10

作者 王位 浦健 +2 位作者 王建华 栾永先 康滨鹏 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期1256-1261,共6页

本文在主-冷流温比(TR)大于2.0的情况下,利用红外热像技术研究了多孔层板给导叶端壁带来的温降与综合冷却效率分布,并探讨了冷-热流质量流量比(MFR)和TR的影响。通过实验结果比较可以发现:1)利用层板取代金属实心端壁,可以加强端壁导热... 本文在主-冷流温比(TR)大于2.0的情况下,利用红外热像技术研究了多孔层板给导叶端壁带来的温降与综合冷却效率分布,并探讨了冷-热流质量流量比(MFR)和TR的影响。通过实验结果比较可以发现:1)利用层板取代金属实心端壁,可以加强端壁导热作用,层板内的冷气作用可进一步降低端壁表面温度,尤其是吸力面附近,但在压力面根部,层板内冷气作用非常弱,材料导热占比反而较大;2)综合冷却效率随着冷-热流质量流量比(MFR)的提高而提高,且在相同MFR下,随着TR的提高而上升;3)当MFR较小时,综合冷却效率对MFR和TR更为敏感。 展开更多

关键词 端壁冷却 层板结构 综合冷却 温度比

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层板冷却导向叶片设计及试验验证

11

作者 栾永先 沈跃 《航空发动机》 北大核心 2021年第6期20-25,共6页

为了提高导向叶片的冷却效率,分析了层板导向叶片的外壁厚、冲击距离和扰流柱直径变化对叶片温度分布的影响,结果表明:随着冲击距离增加,冲击冷却效率降低,叶片表面温度升高;随着层板叶片外层壁厚度增大,外层壁两侧温差逐步增大;随着扰... 为了提高导向叶片的冷却效率,分析了层板导向叶片的外壁厚、冲击距离和扰流柱直径变化对叶片温度分布的影响,结果表明:随着冲击距离增加,冲击冷却效率降低,叶片表面温度升高;随着层板叶片外层壁厚度增大,外层壁两侧温差逐步增大;随着扰流柱直径增大,外层壁两侧平均温度呈现先降低后持平的变化趋势,两侧温差保持不变。结合中国铸造工艺设计了层板冷却涡轮导向叶片,利用CFX软件对设计的导向叶片流动传热进行计算,利用模拟试验对该导向叶片冷却效果进行验证。计算和试验结果表明:设计的层板冷却导向叶片冷却温降水平较高,温降均值达到燃气入口温度的40%以上,温降水平计算值比试验值低7.3%,叶片表面温度分布较均匀,叶片冷却结构设计合理。 展开更多

关键词 层板冷却 冲击距离 壁厚 扰流柱 导向叶片 航空发动机

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