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风机叶片故障预测的振动方法研究 被引量:34
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作者 张保钦 雷保珍 +2 位作者 赵林惠 李世刚 郑业明 《电子测量与仪器学报》 CSCD 2014年第3期285-291,共7页
风机工作中连续受到空气动力、惯性力等交变载荷的冲击,使得风轮桨叶产生不规则摆动和扭曲变形,异常振动和急剧变形将造成风机灾难性损毁,因此实时检测风机叶片整体运行状况显得尤其重要.提出基于三轴加速度传感器网络模型数据融合的风... 风机工作中连续受到空气动力、惯性力等交变载荷的冲击,使得风轮桨叶产生不规则摆动和扭曲变形,异常振动和急剧变形将造成风机灾难性损毁,因此实时检测风机叶片整体运行状况显得尤其重要.提出基于三轴加速度传感器网络模型数据融合的风机叶片故障预测方法,通过对三维矢量分解、转换及提取技术反映风机整体运行模态,设计了数字信号处理技术的振动监控系统,对振幅超限的低频或超低频信号进行时域和频域分析,识别出了风机在4 ~ 30 Hz低频区域振动引起的故障率最高,并成功实现了风机叶片机械故障发生率75%的提前预测. 展开更多
关键词 风机叶片 故障预测 加速度传感器网络 信号处理
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先进航空发动机树脂基复合材料技术现状与发展趋势 被引量:28
2
作者 陈巍 《航空制造技术》 2016年第5期68-72,92,共6页
介绍了先进树脂基复合材料在国内外航空发动机上的应用需求与发展现状,讨论了国内航空发动机树脂基复合材料研制遇到的问题。最后分析了航空发动机树脂基复合材料在原材料、低成本技术、设计工具与体系、适航要求等方面亟待解决的问题。
关键词 树脂基复合材料 航空发动机 风扇机匣 风扇叶片
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民用航空发动机树脂基复合材料应用进展 被引量:27
3
作者 马绪强 苏正涛 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期48-59,共12页
树脂基复合材料因其比强度比刚度高、可设计性好、阻尼减振性能优异、易于整体化成型等优点已成为新型航空发动机重要的结构材料。本文选取风扇叶片、包容机匣、声衬和衬套等典型航空发动机部件,介绍了树脂基复合材料在国外民用航空发... 树脂基复合材料因其比强度比刚度高、可设计性好、阻尼减振性能优异、易于整体化成型等优点已成为新型航空发动机重要的结构材料。本文选取风扇叶片、包容机匣、声衬和衬套等典型航空发动机部件,介绍了树脂基复合材料在国外民用航空发动机的应用状况。之后论述了树脂基复合材料在航空发动机结构优化、经济性、环保性等方面的优势。基于微纳材料混杂技术、3D打印技术和超材料技术分析了航空发动机树脂基复合材料发展的新趋势。最后从"设计-材料-工艺-评价"角度就未来树脂基复合材料在我国民用航空发动机应用发展提出了一些思考。 展开更多
关键词 树脂基复合材料 航空发动机 风扇叶片 韧性 3D打印 超材料
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GE公司复合材料风扇叶片的发展和工艺 被引量:23
4
作者 李杰 《航空发动机》 2008年第4期54-55,共2页
对GE公司复合材料风扇叶片的发展和工艺作了简要介绍与分析。
关键词 GE公司 复合材料 风扇叶片 发展 工艺
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航空发动机风扇叶片裂纹失效分析 被引量:22
5
作者 佟文伟 《失效分析与预防》 2013年第2期112-116,共5页
航空发动机风扇叶片产生了裂纹故障。通过对故障叶片进行外观检查、断口分析、叶尖端面检查、化学成分分析、硬度检测及金相组织分析,确定了风扇叶片裂纹的性质和产生原因。结果表明:风扇叶片裂纹为高周疲劳裂纹;钛合金风扇叶片与镍包... 航空发动机风扇叶片产生了裂纹故障。通过对故障叶片进行外观检查、断口分析、叶尖端面检查、化学成分分析、硬度检测及金相组织分析,确定了风扇叶片裂纹的性质和产生原因。结果表明:风扇叶片裂纹为高周疲劳裂纹;钛合金风扇叶片与镍包石墨涂层摩擦相容性差,叶片与机匣镍包石墨涂层发生严重摩擦是导致叶片产生早期疲劳开裂的主要原因;同时,结构的应力集中以及振动应力也会引起疲劳裂纹的萌生及扩展;并提出了相应的改进建议,避免类似故障的发生。 展开更多
关键词 风扇叶片 裂纹 高周疲劳 摩擦
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风机叶片气固耦合特性研究 被引量:18
6
作者 李林凌 黄其柏 《流体机械》 CSCD 北大核心 2006年第4期23-27,70,共6页
针对风机叶片外形复杂的特点,假设结构浸入无限大的气流场中,可运用虚质量法。对风机叶片和周围空气选用相同的三维等参单元进行离散,应用Galerkin法计算气体内任意点压强,气体通过质量矩阵直接与结构耦合,推导出风机叶片与周围气体耦... 针对风机叶片外形复杂的特点,假设结构浸入无限大的气流场中,可运用虚质量法。对风机叶片和周围空气选用相同的三维等参单元进行离散,应用Galerkin法计算气体内任意点压强,气体通过质量矩阵直接与结构耦合,推导出风机叶片与周围气体耦合微分方程模型。运用威尔逊-θ法求解耦合微分方程,得到考虑周围空气作用时风机叶片的模态,并用试验测试风机叶片在空气中的模态,比较两种方法得到的模态。利用模态分析理论对风机叶片颤振、噪声辐射特点等进行分析,研究风机叶片与周围媒质耦合对叶片颤振、声辐射的影响。 展开更多
关键词 风机叶片 虚质量法 气固耦合 模态
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复合材料风扇叶片铺层设计方法研究 被引量:21
7
作者 朱启晨 陈勇 肖贾光毅 《航空发动机》 北大核心 2018年第3期49-54,共6页
为了设计航空发动机复合材料风扇叶片,根据相关准则,系统建立了复合材料风扇叶片的铺层结构设计流程,针对某自行设计的风扇叶片,完成了叶片的几何模型检测、体积填充铺层设计、铺层纤维方向的确定、铺层的分组与顺序调整,以及铺层的结... 为了设计航空发动机复合材料风扇叶片,根据相关准则,系统建立了复合材料风扇叶片的铺层结构设计流程,针对某自行设计的风扇叶片,完成了叶片的几何模型检测、体积填充铺层设计、铺层纤维方向的确定、铺层的分组与顺序调整,以及铺层的结构检查与可制造性检查。对铺层顺序调整前后沿叶高及弦长方向的铺层过渡进行了对比分析,完成了铺层的可制造性检查与改进。结果表明:铺层结构满足现有复合材料铺层设计准则要求,铺层的递减过渡合理,可制造性良好。 展开更多
关键词 复合材料 风扇叶片 铺层设计 设计准则 可制造性 航空发动机
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基于Moldflow的机翼式离心风叶注塑模设计与制造 被引量:21
8
作者 王得胜 王会 苏瞧忠 《塑料》 CAS CSCD 北大核心 2015年第3期64-67,共4页
在对机翼式风叶注塑件模具结构设计过程进行分析和研究的基础上,阐述了风叶类注塑零件模具设计需要注意的事项,以及风叶类模具制造中采用工装等特殊工艺方法来解决水路等加工困难问题和模具零件一致性的问题。介绍了Moldflow软件在风叶... 在对机翼式风叶注塑件模具结构设计过程进行分析和研究的基础上,阐述了风叶类注塑零件模具设计需要注意的事项,以及风叶类模具制造中采用工装等特殊工艺方法来解决水路等加工困难问题和模具零件一致性的问题。介绍了Moldflow软件在风叶注塑模具设计中的作用。结果表明:该模具设计方案合理,零件加工工艺正确,实验产品符合质量要求,可供类似零件模具设计和制造参考。 展开更多
关键词 机翼式 风叶 注塑模具 薄型芯 MOLDFLOW
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航空发动机风扇叶片振动特性分析 被引量:20
9
作者 寇海军 张俊红 林杰威 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期109-114,共6页
针对叶片的振动失效关系到整台发动机的工作可靠性的问题,基于振动分析理论,在风扇叶片模态试验的基础上,结合有限元方法建立了叶片振动分析模型;考虑气体与叶片的耦合作用,建立了旋转叶片流道模型;利用计算流体动力学计算了额定工况下... 针对叶片的振动失效关系到整台发动机的工作可靠性的问题,基于振动分析理论,在风扇叶片模态试验的基础上,结合有限元方法建立了叶片振动分析模型;考虑气体与叶片的耦合作用,建立了旋转叶片流道模型;利用计算流体动力学计算了额定工况下的叶片表面气动载荷,并将其引入旋转叶片有限元振动分析中进行了叶片静频、动频和振动响应分析,从而得到叶片在不同转速下的动态响应。分析发现,叶片转速在2 000~3 600r/min范围内的10个转速点存在谐共振。通过进一步分析10个转速下的叶片振型与动态应力得出:临界转速工况下的振动应力明显高于相邻转速,但共振应力峰值与临界转速并无正相关性;共振应力集中位置受叶片模态振型影响较大,始终出现于叶片前缘并沿叶高方向变化,表明叶片前缘最易发生振动疲劳。研究结果对叶片振动疲劳设计和维护维、修均有一定的指导意义。 展开更多
关键词 航空发动机 风扇叶片 计算流体动力学 有限元方法 振动特性
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风电叶片用聚天门冬氨酸酯涂料的开发 被引量:19
10
作者 廖有为 姜兆民 +1 位作者 周庆军 高连华 《上海涂料》 CAS 2009年第5期25-28,共4页
系统地介绍了一种风电叶片表面保护用聚天门冬氨酸酯涂料,详细阐述了聚天门冬氨酸酯涂料的组成、化学原理、特性和技术指标,以及聚天门冬氨酸酯涂料用于风电叶片表面保护的优点和施工工艺。
关键词 风电叶片 聚脲 聚天门冬氨酸酯涂料
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一种简洁硬币分拣机的设计与实现 被引量:19
11
作者 雷永刚 韦沛东 +1 位作者 侯文龙 韩世康 《河南科技》 2016年第7期61-62,共2页
简洁硬币分拣机的主体结构由投料、分离、收集、整理等四部分构成,能实现一元、五角、一角等3种硬币的分离与整理,具有结构简单、成本低、分币准确率高、节省人工劳动等特点。
关键词 硬币 分拣机 投料 扇叶 减速板
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航空发动机钛合金叶片喷丸强化残余应力研究 被引量:18
12
作者 张彩珍 杨健 +3 位作者 魏磊 李跃辉 吕建勋 陈林洪 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期208-212,共5页
目的研究航空发动机钛合金叶片残余应力场,掌握叶片喷丸后和使用后的残余应力分布规律,为评估叶片的安全性和可靠性提供依据,为预测叶片剩余寿命提供数据支持。方法利用X射线衍射技术测试并研究航空发动机钛合金风扇叶片和压气机叶片喷... 目的研究航空发动机钛合金叶片残余应力场,掌握叶片喷丸后和使用后的残余应力分布规律,为评估叶片的安全性和可靠性提供依据,为预测叶片剩余寿命提供数据支持。方法利用X射线衍射技术测试并研究航空发动机钛合金风扇叶片和压气机叶片喷丸后表面残余应力场、喷丸后残余应力沿层深的分布规律和使用后的残余应力衰减规律。结果喷丸后风扇叶片残余应力的90%分布在-600^-800 MPa,其残余应力均值为-682 MPa;压气机叶片残余应力的90%分布在-500^-700 MPa,其残余应力均值为-603 MPa。喷丸后风扇叶片和压气机叶片的表面残余应力约为-610 MPa,在次表面层11μm和13μm处存在一个最大残余压应力,分别为-739 MPa和-683 MPa,随后残余压应力随着深度的增加而逐渐减小。风扇叶片使用300 h后应力分布在-460^-720 MPa,使用600 h后应力分布在-430^-700MPa;压气机叶片使用300 h后应力分布在-470^-670 MPa,使用600 h后应力分布在-360^-620 MPa。结论喷丸后钛合金叶片表面存在较大的残余压应力且分布较为均匀;喷丸后钛合金叶片残余压应力随层深的增加先增大后减小,残余应力场深度约为50μm;使用后的钛合金叶片残余应力有衰减趋势,而且随着使用时间的增加,残余压应力衰减量逐渐增加。 展开更多
关键词 钛合金 风扇叶片 压气机叶片 残余应力 X射线衍射分析 喷丸
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基于质量功能展开、发明问题解决理论和仿生学的产品创新设计 被引量:18
13
作者 陈亮 窦昊 +2 位作者 魏煌 刘晓敏 陈博文 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期1285-1295,共11页
为了提高产品创新设计效率,提出一种基于质量功能展开(QFD)、发明问题解决理论(TRIZ)和仿生学的产品创新设计过程模型。首先,根据客户需求利用QFD理论构建产品质量屋,结合TRIZ的矛盾冲突理论将负相关技术特性映射到对应的发明原理,综合... 为了提高产品创新设计效率,提出一种基于质量功能展开(QFD)、发明问题解决理论(TRIZ)和仿生学的产品创新设计过程模型。首先,根据客户需求利用QFD理论构建产品质量屋,结合TRIZ的矛盾冲突理论将负相关技术特性映射到对应的发明原理,综合考虑发明原理三大准则筛选出合适的发明原理;然后,搜索基于发明原理的生物实例库获得多个生物实例,分别计算其与设计目标之间的功能流相似度并将相似度值最高的作为仿生原型;最后基于建立好的生物系统数据库、产品系统数据库和协同中间件数据库,利用协同中间件进行跨领域多层次协同映射,得到产品仿生设计方案。利用上述过程模型对风扇叶片进行创新设计,并结合FLUENT软件进行数值模拟,结果表明风扇叶片在提高风量和降低噪声性能上得到了一定的改善,验证了所建立设计模型的可行性与有效性。 展开更多
关键词 仿生设计 质量功能展开 发明问题解决理论 多层次协同映射 风扇叶片
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基于Faster R-CNN的风机叶片缺陷图像多点检测系统设计 被引量:18
14
作者 曲忠侃 李学峰 +2 位作者 李凤俊 谢宝瑜 马长啸 《电子设计工程》 2021年第4期57-61,共5页
随着新能源风力发电生产规模逐渐扩大,对生产效益精细化的要求不断提升。针对现有电机叶片检查方式造成经济成本高、检查效率低、高空坠落安全隐患等问题,基于深度学习理论,提出了基于Faster R-CNN的胶衣脱落缺陷图像多点检测系统设计... 随着新能源风力发电生产规模逐渐扩大,对生产效益精细化的要求不断提升。针对现有电机叶片检查方式造成经济成本高、检查效率低、高空坠落安全隐患等问题,基于深度学习理论,提出了基于Faster R-CNN的胶衣脱落缺陷图像多点检测系统设计。通过对风机叶片的缺陷图片进行数据增广,丰富缺陷数据,以此来增加模型的泛化能力,同时引入GIoU、DCNv2。测试结果表明,所提算法得到的模型平均类别精度(mAP)达到92.6%,可显著提高胶衣检测的精度。 展开更多
关键词 风机叶片 无人机图像 深度学习 缺陷检测 Faster R-CNN
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带凸肩风扇叶片振动特性及设计方法研究 被引量:18
15
作者 陈璐璐 张大义 +1 位作者 文敏 洪杰 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1389-1394,共6页
针对涡扇发动机带凸肩风扇叶片,考虑凸肩接触带来的刚度和阻尼的非线性影响,采用Newton-Rapson迭代与多次谐波平衡相结合的方法,研究了结构设计参数对约束模态和振动响应的影响。研究结果表明:凸肩位置是影响叶片整体刚性和共振频... 针对涡扇发动机带凸肩风扇叶片,考虑凸肩接触带来的刚度和阻尼的非线性影响,采用Newton-Rapson迭代与多次谐波平衡相结合的方法,研究了结构设计参数对约束模态和振动响应的影响。研究结果表明:凸肩位置是影响叶片整体刚性和共振频率的关键参数,凸肩径向相对位置设计在55%-75%为宜,有利于提高叶片刚度和降低振动变形;轴向位置应靠近叶型质心,以提高凸肩的接触刚度和叶片一阶共振频率;啮合角和初始过盈量主要影响共振应力,而对共振频率影响很小。在此基础上,建立了带凸肩叶片的减振设计流程,首先通过优化凸肩径向位置提高叶片整体刚度,其次通过优化凸肩轴向位置提高低阶模态共振裕度,最后通过优化啮合角和初始过盈量抑制振动应力幅值。 展开更多
关键词 凸肩 风扇叶片 干摩擦 减振 模态 响应
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风力发电机叶片用环氧树脂胶粘剂的研究 被引量:14
16
作者 夏建陵 万厉 +1 位作者 杨小华 王定选 《热固性树脂》 CAS CSCD 2008年第B08期9-11,17,共4页
研究了618#环氧树脂和自制的FC-A1,FC-A2树脂与自制的FC-350,FC-351固化剂组成的3种体系的流变特性和固化行为,探讨了固化体系配比和固化温度对浇注体的拉伸和弯曲强度等力学性能的影响。结果表明,体系最佳配比(质量比)为100∶35,固化... 研究了618#环氧树脂和自制的FC-A1,FC-A2树脂与自制的FC-350,FC-351固化剂组成的3种体系的流变特性和固化行为,探讨了固化体系配比和固化温度对浇注体的拉伸和弯曲强度等力学性能的影响。结果表明,体系最佳配比(质量比)为100∶35,固化工艺为25℃/24 h+70℃/8 h。该体系可望用作风力发电机叶片胶粘剂。 展开更多
关键词 风机叶片 环氧树脂 胶粘剂
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航空发动机风扇叶片硬物冲击损伤特征 被引量:16
17
作者 马超 王玉娜 +1 位作者 武耀罡 徐建新 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1105-1111,共7页
通过对国内近20年民用航空发动机风扇叶片外物损伤数据调研与统计分析,筛选最具典型特征的硬物冲击损伤数据,依据发动机维修手册对风扇叶片损伤类型特征进行了分类,研究损伤类型与发动机类型的相关性和差异性、损伤发生位置特征、损伤... 通过对国内近20年民用航空发动机风扇叶片外物损伤数据调研与统计分析,筛选最具典型特征的硬物冲击损伤数据,依据发动机维修手册对风扇叶片损伤类型特征进行了分类,研究损伤类型与发动机类型的相关性和差异性、损伤发生位置特征、损伤尺寸特征等内容.分析结果表明:发动机风扇叶片硬物冲击损伤类型表现出多样化特征,其中缺口和凹坑两类损伤类型发生概率较大,而且不同损伤类型在特定发动机型号中又存在一定的差异性.通过对损伤位置与尺寸特征的分析,表明风扇叶片的损伤位置存在一定的集簇统计规律,缺口的损伤尺寸特性存在一定的统计分布规律.研究结果能够为航空发动机风扇叶片实际的维护维修工作提供相关技术参考. 展开更多
关键词 航空发动机 风扇叶片 硬物冲击损伤 损伤特征 数据分析
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金属板料拉深回弹成因及回弹补偿研究 被引量:16
18
作者 杨平 周杰 +1 位作者 朱若岭 权国政 《机械设计与制造》 北大核心 2009年第9期134-136,共3页
分析现有金属板料拉深回弹产生的机理中,对影响板料成形回弹的多个因素如材料的机械性能、凹模圆角半径R、压边力F等进行了解析,并对回弹补偿进行了研究。以某风机叶片为应用实例,研究了该风机叶片成形后回弹分布的规律,并采用了多步隐... 分析现有金属板料拉深回弹产生的机理中,对影响板料成形回弹的多个因素如材料的机械性能、凹模圆角半径R、压边力F等进行了解析,并对回弹补偿进行了研究。以某风机叶片为应用实例,研究了该风机叶片成形后回弹分布的规律,并采用了多步隐式算法对其进行了回弹补偿,最终达到工件精确成形的目的。 展开更多
关键词 板料成形 回弹分析 补偿 风机叶片
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结合随机森林和SVM的风机叶片结冰预测 被引量:16
19
作者 孟杭 黄细霞 +1 位作者 刘娟 韩志亮 《电测与仪表》 北大核心 2020年第17期66-71,共6页
风电领域里工作在严寒地区的风机结冰现象严重。材料、结构性能的变化以及低温环境引起的负荷变化威胁风机的发电和安全运行。文中提出结合随机森林和SVM的风机叶片结冰监测方法,主要采取递归特征消除随机森林的特征选择方法从原始风机... 风电领域里工作在严寒地区的风机结冰现象严重。材料、结构性能的变化以及低温环境引起的负荷变化威胁风机的发电和安全运行。文中提出结合随机森林和SVM的风机叶片结冰监测方法,主要采取递归特征消除随机森林的特征选择方法从原始风机数据集选择出有效特征,SVM对特征选择后的数据集进行训练,最后用Stacking结合策略融合SVM模型和随机森林模型。试验结果表明,采取RFE-随机森林特征选择和SVM相结合的方法比未经过特征选择的SVM模型在分类精度上平均提高9.64%;采取Stacking结合策略融合SVM模型和随机森林模型,融合模型具有最好的准确率99.05%和泛化性。该方法可实现对风机结冰有效预测且可理解性好,对风场操作人员维护风机具有指导意义。 展开更多
关键词 风机叶片 结冰预测 RFE-随机森林 支持向量机 STACKING
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航空发动机风扇叶片的抗鸟撞设计 被引量:14
20
作者 张海洋 王相平 +2 位作者 杜少辉 曹航 蔚夺魁 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1157-1168,共12页
根据航空发动机结构特征和鸟撞后的风扇叶片损伤特征,提出风扇第一级转子叶片是发动机抗鸟撞关键零件,叶片前缘为抗鸟撞设计关键部位。建立一种风扇叶片鸟撞理论分析方法,研究撞击工况、结构参数与鸟撞过程、损伤模式、损伤程度的关系,... 根据航空发动机结构特征和鸟撞后的风扇叶片损伤特征,提出风扇第一级转子叶片是发动机抗鸟撞关键零件,叶片前缘为抗鸟撞设计关键部位。建立一种风扇叶片鸟撞理论分析方法,研究撞击工况、结构参数与鸟撞过程、损伤模式、损伤程度的关系,提出前缘角度是抗鸟撞能力关键结构参数。当撞击工况确定后,前缘角度决定了撞击形式和叶片损伤模式,影响损伤程度。采用显示动力学仿真分析方法,设计了一种带前缘特征的模型,对前缘角度的影响规律进行了验证,并开展了实际风扇叶片改进设计,改进后的叶片被鸟撞击后变形减小最少33%,抗鸟撞击能力明显提升。 展开更多
关键词 风扇叶片 抗鸟撞设计 损伤模式 撞击工况 前缘角度
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