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航空发动机复材外涵机匣静热强度试验方法研究 被引量：5
1
作者 杨峰 史剑 +3 位作者 姚明格 贾林江 李鑫 周焕阳 《装备环境工程》 CAS 2021年第6期30-35,共6页
目的提出一种飞机发动机外涵机匣静热强度考核试验方法,实现对高温环境下机械载荷与气流压力载荷同时作用时外涵机匣的强度考核。方法以典型外涵机匣模拟件为试验件,利用所设计的试验装置与外涵机匣模拟件合围成一套能够施加温度载荷、... 目的提出一种飞机发动机外涵机匣静热强度考核试验方法,实现对高温环境下机械载荷与气流压力载荷同时作用时外涵机匣的强度考核。方法以典型外涵机匣模拟件为试验件,利用所设计的试验装置与外涵机匣模拟件合围成一套能够施加温度载荷、机械载荷以及内腔气压载荷的被试结构,在通过温度加载系统、静力加载系统和气压加载系统同时对被试结构模拟飞行过程中的真实工况环境。结果通过设计的试验能同时施加飞行过程中外涵机匣所承受的主要温度、机械及气流压力载荷。结论提出的静热强度试验方法,能够充分对航空发动机外涵机匣飞行过程中的综合环境进行地面模拟考核,取代以往金属外涵机匣考核的温度载荷等效方式,可实现对复材外涵机匣工艺件进行考核,为外涵机匣减重设计提供依据。 展开更多
关键词 航空发动机 外涵机匣 复合材料 机械载荷 压力载荷 温度载荷
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基于气动性能优化的某型发动机外涵机匣结构设计 被引量：4
2
作者 田大可 袁长龙 +2 位作者 徐雪 张德志 王海龙 《航空发动机》 2016年第4期43-46,共4页
为减少某型发动机外涵流道内的气流损失,以总压恢复系数较大、制造工艺性较好为优化目标,开展了某型发动机外涵机匣结构设计方案研究。提出了外涵机匣模型简化准则,采用流体计算仿真软件ANSYS Fluent14.0分别从对外涵机匣总压恢复系数... 为减少某型发动机外涵流道内的气流损失,以总压恢复系数较大、制造工艺性较好为优化目标,开展了某型发动机外涵机匣结构设计方案研究。提出了外涵机匣模型简化准则,采用流体计算仿真软件ANSYS Fluent14.0分别从对外涵机匣总压恢复系数有影响的外型轮廓、集线盒外型、半/全长整流罩等3个考核方面进行了数值仿真分析。通过比较计算结果,分别得出了3个考核方面最优的结构方案,分别为平直段-长扩张段-平直段、半圆-叶型、半长整流罩。提出的外涵流道模型简化准则以及优化气动性能选取合理结构的思路为涡扇发动机外涵机匣的设计与分析提供了借鉴和参考。 展开更多
关键词 涡扇发动机 外涵机匣 气动性能 总压恢复系数 航空发动机
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航空发动机外涵机匣轻量化设计研究
3
作者 宋德福 赵丹 《燃气涡轮试验与研究》 2023年第3期57-62,共6页
为减轻外涵机匣质量,首先对外涵机匣进行质量权重分析,确定减重设计方向;然后建立外涵机匣轻量化设计流程,应用有限元分析软件分析外涵机匣壳体和环(纵)向安装边各结构参数对强度、质量的影响,得到影响机匣壳体、安装边质量的关键因素;... 为减轻外涵机匣质量,首先对外涵机匣进行质量权重分析,确定减重设计方向;然后建立外涵机匣轻量化设计流程,应用有限元分析软件分析外涵机匣壳体和环(纵)向安装边各结构参数对强度、质量的影响,得到影响机匣壳体、安装边质量的关键因素;最后对其关键因素进行多目标优化,达到轻量化设计目标。结果表明,通过采用轻量化设计,外涵机匣结构效率提升了17.9%,为同类机匣轻量化设计提供参考。 展开更多
关键词 航空发动机 外涵机匣 轻量化设计 灵敏度分析 结构效率 机匣壳体 结构设计
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穿过外涵机匣的管路结构设计 被引量：3
4
作者 贾铎 高雷 高东武 《航空发动机》 2015年第3期36-38,共3页
随着对航空发动机的引气、供油、点火、测试等功能要求的提高,穿过外涵机匣的传感器和管路数量大大增加,为降低外涵机匣拆装的难度,提高穿过外涵机匣的管路的可装配性,在原有管路的连接结构、密封结构、补偿结构、分解维护4个方面的结... 随着对航空发动机的引气、供油、点火、测试等功能要求的提高,穿过外涵机匣的传感器和管路数量大大增加,为降低外涵机匣拆装的难度,提高穿过外涵机匣的管路的可装配性,在原有管路的连接结构、密封结构、补偿结构、分解维护4个方面的结构设计基础上,设计了2种新型穿过外涵机匣的管路结构,新型管路具有结构简单、拆装便捷、安全可靠、互换性好等优点,可满足管路补偿和外涵机匣的密封要求。 展开更多
关键词 管路结构 外涵机匣 维护性 装配性 航空发动机
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基于知识工程的外涵机匣设计系统构建 被引量：2
5
作者 张瑜 邱明星 +2 位作者 贾铎 张让威 刘宇 《航空发动机》 北大核心 2018年第4期51-55,共5页
外涵机匣作为航空发动机的主要单元体之一,其设计质量要求高,研制周期长。为提升外涵机匣的设计质量和效率,在传统设计方法的基础上引入了知识工程技术,构建了一体化外涵机匣设计系统。通过对外涵机匣设计的需求分析,提出基于KBE的外涵... 外涵机匣作为航空发动机的主要单元体之一,其设计质量要求高,研制周期长。为提升外涵机匣的设计质量和效率,在传统设计方法的基础上引入了知识工程技术,构建了一体化外涵机匣设计系统。通过对外涵机匣设计的需求分析,提出基于KBE的外涵机匣设计系统研究思路,开发了设计流程驱动、知识融合、工具软件集成、典型结构快速设计以及数据管理等系统功能模块,提出了该系统在实际工作中的应用情况和后续发展目标。 展开更多
关键词 知识工程 外涵机匣 航空发动机 流程驱动
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树脂基复合材料外涵机匣结构设计与试验验证 被引量：1
6
作者 刘超 吴正洪 +2 位作者 邵红艳 林磊 马健 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2022年第6期81-88,共8页
为实现某航空发动机的减重目标,开展复合材料外涵机匣结构设计。依据总体设计要求,首先通过工作环境分析,完成了材料选择。其次开展机匣结构轻量化设计,基于经典层压板理论、蔡-希尔失效准则,开发了典型层合板极限强度的VBA计算程序,完... 为实现某航空发动机的减重目标,开展复合材料外涵机匣结构设计。依据总体设计要求,首先通过工作环境分析,完成了材料选择。其次开展机匣结构轻量化设计,基于经典层压板理论、蔡-希尔失效准则,开发了典型层合板极限强度的VBA计算程序,完成机匣壳体的铺层方案设计;通过UG二次开发,解决了金属安装座建模困难问题,提升了结构设计效率;通过在机匣壳体内壁面铺贴热防护膜和优化“卸荷腔”排气堵头结构等措施,完成机匣热防护设计。最后,完成了机匣装配性分析及热变形分析,并通过MATLAB编程实现了发动机工作任务剖面的外部载荷确定,完成典型结构及全尺寸机匣的静强度、疲劳试验验证。相比原钛合金机匣,新设计制造的复合材料外涵机匣减重效率达到27.8%,实现了设计目标;全尺寸试验和机匣的装机应用进一步验证了结构设计的可靠性。 展开更多
关键词 发动机 复合材料 外涵机匣 结构设计 试验验证
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发动机外涵道机匣加筋布局轻量化设计
7
作者 孟亮 张靖 +4 位作者 王亚栋 于洋 张帆 朱继宏 张卫红 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期168-180,共13页
针对某型发动机外涵道机匣的极致轻量化设计需求,首先以结构刚度最大化为目标,开展了薄壁机匣结构复杂工况下的加筋布局拓扑优化设计;进一步考虑机匣服役工况下的屈曲稳定性要求,系统性研究了工程常见4种加筋构型与结构抗屈曲性能的关... 针对某型发动机外涵道机匣的极致轻量化设计需求,首先以结构刚度最大化为目标,开展了薄壁机匣结构复杂工况下的加筋布局拓扑优化设计;进一步考虑机匣服役工况下的屈曲稳定性要求,系统性研究了工程常见4种加筋构型与结构抗屈曲性能的关联关系;最后,考虑制造工艺约束,建立了外涵道机匣的周期性加筋参数化模型,综合结构刚度、强度和稳定性要求,构建了基于加筋应力水平和结构抗屈曲性能等的综合优化设计目标,并开展了加筋尺寸优化设计。优化得到的外涵道机匣加筋设计方案较原始设计模型减重近40%,与1.3 mm等厚机匣相比,不仅满足结构刚度与强度设计要求,同时实现了结构外部压强临界屈曲载荷212.9%的提升,有效保障了发动机机匣严酷载荷工况下的服役稳定性。 展开更多
关键词 外涵道机匣 屈曲 加筋设计 参数化建模 结构优化
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胶接修复工艺的复合材料外涵机匣强度分析 被引量：1
8
作者 吴涵林 杨际申 +4 位作者 姚改成 苗国磊 谭畅 石多奇 齐红宇 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期569-577,共9页
航空发动机结构复材化是发动机减轻质量的主要途径。针对复合材料外涵机匣服役后的损伤特点,选用胶接修复工艺进行机匣修补。研究了不同胶接修复方法的修复效果和适用范围。基于三维渐进损伤方法,使用Abaqus软件建立了复合材料外涵机匣... 航空发动机结构复材化是发动机减轻质量的主要途径。针对复合材料外涵机匣服役后的损伤特点,选用胶接修复工艺进行机匣修补。研究了不同胶接修复方法的修复效果和适用范围。基于三维渐进损伤方法,使用Abaqus软件建立了复合材料外涵机匣典型件胶接修复模型,对机匣危险区域损伤孔边和翻边处模拟了复合材料损伤的产生和演化,预测了使用填胶修复和预浸料修复的典型件模型静拉伸强度和实际机匣模型的静压缩强度。结果表明:损伤深度不超过厚度的10%时采用填胶修复以恢复气动外形,损伤深于厚度的10%至贯穿时预浸料修复能同时恢复机匣的强度和刚度。 展开更多
关键词 胶接修复 复合材料 外涵机匣 渐进损伤方法 静强度
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外涵对开机匣精密高效加工工艺研究
9
作者 张世贵 张晟玮 +4 位作者 陈鹏飞 王灿 王宇航 王国名 孙剑飞 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第14期100-106,共7页
机匣的加工质量对航空发动机制造和使用性能极为重要,其中对开机匣由于自身的分割式结构导致其加工工序繁冗,加工质量难以控制。本文以高精度、高效率两项优化指标为重点对对开机匣加工工艺流程展开研究,结合材料特点及结构特点总结分... 机匣的加工质量对航空发动机制造和使用性能极为重要,其中对开机匣由于自身的分割式结构导致其加工工序繁冗,加工质量难以控制。本文以高精度、高效率两项优化指标为重点对对开机匣加工工艺流程展开研究,结合材料特点及结构特点总结分析钛合金外涵对开机匣的加工难点,针对重点加工难点设计工艺方案,包含高精度加工设备的选择、各工序工装夹具的选择及刀具选择与工艺参数的设定等。在此基础上重点关注特征复杂的机匣外型面铣削加工过程,对其加工区域进行划分,完成不同工序铣削方式及数控走刀路线的确定,最终对切削过程进行模拟仿真,获得完备细化的加工工艺流程。经实际零件加工验证,优化后的工艺在加工精度和加工效率方面都有所提升。本文从工艺路线及切削参数等方面进行研究,有效减小了零件加工变形,获得外涵对开机匣加工的精密高效加工方法,为大型环形对开薄壁零件的加工提供一定的经验。 展开更多
关键词 钛合金 夹具 刀具 外涵对开机匣 数控加工
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耐温350℃以上复合材料外涵机匣模拟件的研制 被引量：2
10
作者 梁恒亮 陈玉龙 周洪飞 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2022年第2期112-118,128,共8页
采用热压罐工艺制备的复材外涵机匣模拟件为大尺寸带翻边筒体结构,由于结构比较复杂,且选用的聚酰亚胺BMP370树脂基复合材料受成型所需温度较高、压力较大和固化时间较长等不利因素影响,结构质量难以保证。本文从封装技术、模具制造技... 采用热压罐工艺制备的复材外涵机匣模拟件为大尺寸带翻边筒体结构,由于结构比较复杂,且选用的聚酰亚胺BMP370树脂基复合材料受成型所需温度较高、压力较大和固化时间较长等不利因素影响,结构质量难以保证。本文从封装技术、模具制造技术和工艺等方面进行优化,较好地控制了外涵机匣模拟件的成型质量。通过无损检测、随炉件力学性能测试、T_(g)测试和热强度测试,结果表明:机匣无损检测合格,孔隙率控制在2%以下,高温力学性能达到室温的50%以上,T_(g)测试结果为430.2℃,满足设计要求。 展开更多
关键词 复材外涵机匣模拟件 耐高温 翻边筒体结构 热压罐固化
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