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金属材料激光增材制造技术及在航空发动机上的应用 被引量：72
1
作者 刘业胜 韩品连 +2 位作者 胡寿丰 柴象海 曹源 《航空制造技术》 北大核心 2014年第10期62-67,共6页
随着增材制造技术的不断发展及技术的不断突破,研制零件的力学性能、疲劳性能等不断提高,其在工业领域,特别是航空航天领域必将具有非常广阔的应用前景。
关键词 航空发动机 制造技术 金属材料 应用 激光 力学性能 疲劳性能 工业领域
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TC4钛合金动态力学性能及本构模型研究 被引量：40
2
作者 惠旭龙 牟让科 +2 位作者 白春玉 刘小川 史同承 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第22期161-168,共8页
为研究TC4钛合金的动态力学性能及本构模型,利用电子万能试验机、高速液压伺服试验机和分离式Hopkinson压杆(SHPB)装置,对其进行常温下准静态、中应变率和高应变率动态力学性能试验,得到不同应变率下的应力应变曲线,拟合得到Johnson-Coo... 为研究TC4钛合金的动态力学性能及本构模型,利用电子万能试验机、高速液压伺服试验机和分离式Hopkinson压杆(SHPB)装置,对其进行常温下准静态、中应变率和高应变率动态力学性能试验,得到不同应变率下的应力应变曲线,拟合得到Johnson-Cook本构模型,并分析材料中应变率力学特性对本构模型参量的影响。结果表明:TC4钛合金在应变率10^(-4)~10~3s^(-1)范围内具有明显的应变率强化效应和一定的应变硬化效应,且应变率强化效应随应变的增大而减小,应变硬化效应随应变率的增大而减小;考虑材料中应变率力学特性可提高本构模型参量的准确性;通过数值方法和试验方法研究TC4钛合金平板撞击和高速拉伸过程的动态响应,两者结果具有很好的一致性,证明所得本构模型的准确性。 展开更多
关键词 TC4 钛合金 中应变率 应变率效应 Johnson-Cook 本构模型 平板撞击 数值仿真
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高分子材料机械密封磨损特性及表面织构的影响 被引量：27
3
作者 赵帅 王晓雷 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期761-767,共7页
为提高金属/高分子材料机械密封的抗磨损性能,采用光刻-电解技术在316不锈钢表面制作微凹坑阵列形式的表面织构,与5种不同弹性模量的高分子材料组成摩擦副进行磨损试验.试验结果表明,对弹性模量最小的UHMWPE材料,表面织构起到了增磨作用... 为提高金属/高分子材料机械密封的抗磨损性能,采用光刻-电解技术在316不锈钢表面制作微凹坑阵列形式的表面织构,与5种不同弹性模量的高分子材料组成摩擦副进行磨损试验.试验结果表明,对弹性模量最小的UHMWPE材料,表面织构起到了增磨作用,对其他四种弹性模量较高的材料,表面织构起到减磨作用,而且,随着高分子材料弹性模量的增大,表面织构表现出的减磨作用也随之增大.为解释这个现象,利用ANSYS有限元分析软件对摩擦副接触面进行了应力和变形分析,结果表明:织构化表面在接触过程中会产生应力集中和表面形变,材料的弹性模量越小,凹坑引起的变形越明显,可能产生的切削作用越显著. 展开更多
关键词 机械密封 高分子材料 表面织构 磨损
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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：27
4
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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航空发动机用单晶铸造高温合金热处理工艺 被引量：23
5
作者 朱鸥 李玉龙 +2 位作者 张燕 曹玮 雷力明 《铸造技术》 CAS 北大核心 2013年第9期1137-1140,共4页
综述了国内外航空发动机用单晶铸造高温合金热处理工艺。介绍了国外第1代至第3代单晶合金成分与热处理制度的关系及最优的热处理条件。通过分析国外单晶高温合金热处理工艺的特点,获得升温速率和冷却速率的控制对于单晶高温合金,尤其是... 综述了国内外航空发动机用单晶铸造高温合金热处理工艺。介绍了国外第1代至第3代单晶合金成分与热处理制度的关系及最优的热处理条件。通过分析国外单晶高温合金热处理工艺的特点,获得升温速率和冷却速率的控制对于单晶高温合金,尤其是单晶铸件使用性能影响重大。 展开更多
关键词 单晶高温合金 热处理工艺 成分偏析
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激光冲击强化和喷丸强化对FGH97高温合金疲劳性能的影响 被引量：22
6
作者 高玉魁 仲政 雷力明 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1230-1234,共5页
对FGH97粉末高温合金进行激光冲击强化和喷丸强化,利用X射线应力分析仪测定强化层的残余应力,测定650℃下旋转弯曲疲劳性能,利用SEM观察分析疲劳断口特征。结果表明,2种表面强化方法都可以提高FGH97粉末高温合金的疲劳性能,但激光冲击... 对FGH97粉末高温合金进行激光冲击强化和喷丸强化,利用X射线应力分析仪测定强化层的残余应力,测定650℃下旋转弯曲疲劳性能,利用SEM观察分析疲劳断口特征。结果表明,2种表面强化方法都可以提高FGH97粉末高温合金的疲劳性能,但激光冲击强化比喷丸强化具有更深的残余压应力层和较好的表面粗糙度,且残余应力在高温疲劳载荷下的松弛较小,因此具有更好的强化效果;与未表面强化的试样相比,喷丸强化和激光冲击强化试样的疲劳裂纹源都出现在亚表面,而未强化试样的疲劳裂纹源则出现在表面。 展开更多
关键词 激光冲击强化 喷丸强化 残余应力 疲劳
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大型商用航空发动机整机装配工艺浅析 被引量：21
7
作者 周烁 汪俊熙 +1 位作者 刘宜胜 张渝 《航空制造技术》 北大核心 2014年第5期92-96,共5页
从飞机装配工艺技术的发展历程看，分布式柔性工装系统、移动式自动钻铆机器人、移动流水线，激光跟踪定位技术，现场可视化管理方法等，都直接应用或间接参考了相对成熟的汽车及其它通用机械产品的装配技术。同理，发动机装配也应充分... 从飞机装配工艺技术的发展历程看，分布式柔性工装系统、移动式自动钻铆机器人、移动流水线，激光跟踪定位技术，现场可视化管理方法等，都直接应用或间接参考了相对成熟的汽车及其它通用机械产品的装配技术。同理，发动机装配也应充分利用已有技术成果，不仅可以降低成本，更是减少风险，快速提升工艺水平的必然趋势和要求。 展开更多
关键词 装配工艺 航空发动机 整机 商用 定位技术 可视化管理 发动机装配 激光跟踪
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典型缺口件疲劳寿命分析方法 被引量：19
8
作者 张成成 姚卫星 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期1223-1230,共8页
通过对典型缺口件疲劳寿命分析方法进行系统的回顾,按照疲劳缺口效应描述参数的不同将缺口件疲劳分析方法划分为3类:局部应力应变法、应力梯度法和临界域法.结合4种不同缺口几何下的LY12CZ铝合金缺口件的低周疲劳试验数据,对上述3类方... 通过对典型缺口件疲劳寿命分析方法进行系统的回顾,按照疲劳缺口效应描述参数的不同将缺口件疲劳分析方法划分为3类:局部应力应变法、应力梯度法和临界域法.结合4种不同缺口几何下的LY12CZ铝合金缺口件的低周疲劳试验数据,对上述3类方法进行的验证对比可以发现:考虑了应力梯度和应力场分布的方法(如临界域法和应力梯度法)对缺口件疲劳寿命的预测结果与试验结果吻合较好而局部应力应变法预测精度较差,其中应力场强法还能够正确地预测疲劳破坏位置. 展开更多
关键词 应力集中 缺口效应 应力梯度 应力分布 疲劳寿命
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商用航空发动机陶瓷基复合材料部件的研发应用及展望 被引量：18
9
作者 高铁 洪智亮 杨娟 《航空制造技术》 北大核心 2014年第6期14-21,共8页
陶瓷基复合材料由连续纤维增韧补强陶瓷基体,具有低密度、高硬度、耐热和耐化学气氛,加之其固有的性能,在广泛的领域,如航空发动机热端结构件、尾喷系统以及内燃机应用中,被视为取代高温合金、实现减重增效"升级换代材料"之... 陶瓷基复合材料由连续纤维增韧补强陶瓷基体,具有低密度、高硬度、耐热和耐化学气氛,加之其固有的性能,在广泛的领域,如航空发动机热端结构件、尾喷系统以及内燃机应用中,被视为取代高温合金、实现减重增效"升级换代材料"之首选。 展开更多
关键词 复合材料部件 航空发动机 陶瓷基体 应用 陶瓷基复合材料 展望 研发 商用
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增材制造技术在航空发动机中的应用 被引量：18
10
作者 王强 孙跃 《航空科学技术》 2014年第9期6-10,共5页
受制于传统制造工艺,航空发动机零件多年来一直存在制造成本高、周期长、减重困难、设计空间有限的问题。与传统制造工艺相比,增材制造技术具有明显的优势。本文阐述了增材制造技术在直接制造和零件修复领域的应用,分析指出了该技术在... 受制于传统制造工艺,航空发动机零件多年来一直存在制造成本高、周期长、减重困难、设计空间有限的问题。与传统制造工艺相比,增材制造技术具有明显的优势。本文阐述了增材制造技术在直接制造和零件修复领域的应用,分析指出了该技术在航空发动机领域的广阔前景。 展开更多
关键词 增材制造 3D打印 航空发动机 应用
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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：17
11
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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基于系统工程的商用航空发动机研制需求管理方法研究 被引量：16
12
作者 罗婷婷 《航空制造技术》 2015年第3期107-109,112,共4页
针对大型商用航空发动机研制中的需求管理问题,提出并研究基于系统工程的发动机需求管理方法,构建商用航空发动机需求管理系统,对某型商用航空发动机控制系统研制需求进行有效管理,建立了需求的跟踪关系,有效保证了设计结果与研制需求... 针对大型商用航空发动机研制中的需求管理问题,提出并研究基于系统工程的发动机需求管理方法,构建商用航空发动机需求管理系统,对某型商用航空发动机控制系统研制需求进行有效管理,建立了需求的跟踪关系,有效保证了设计结果与研制需求之间的一致性。 展开更多
关键词 商用航空发动机 系统工程 需求管理
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减涡器流阻特性计算分析 被引量：15
13
作者 吴丽军 陈潇 +1 位作者 邓双国 刘玉芳 《燃气轮机技术》 2014年第3期37-43,共7页
民用航空发动机双级高压涡轮二级叶片冷却用气通常引自高压压气机中间级,某些成熟发动机如GE90涡轮二级转子叶片的供气系统流路中,使用了减涡器结构以降低压力损失。本文介绍压气机盘腔管式减涡器引气系统,包括减涡器原理、减涡器结构等... 民用航空发动机双级高压涡轮二级叶片冷却用气通常引自高压压气机中间级,某些成熟发动机如GE90涡轮二级转子叶片的供气系统流路中,使用了减涡器结构以降低压力损失。本文介绍压气机盘腔管式减涡器引气系统,包括减涡器原理、减涡器结构等,重点分析了不同管长、不同引气鼓筒孔以及不同进口周向速度下气流的流动特性,并将三维分析结果与一维分析结果进行对比。通过分析得到,减涡管在一定管长下,流动损失最小。鼓筒孔形状、主流参数对最佳管长均存在影响。 展开更多
关键词 空气系统 减涡器 最佳管长
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民用航空涡扇发动机涡轮叶尖间隙控制技术综述 被引量：15
14
作者 顾伟 乔剑 +1 位作者 陈潇 刘玉芳 《燃气轮机技术》 2013年第1期1-4,共4页
由于涡轮机匣和转子变形的不协调,需要对涡轮进行叶尖间隙控制,通过此技术可降低耗油率0.8%以上。本文针对民用航空发动机的涡轮叶尖间隙控制技术进行了介绍,包括其原理、分类、研究和应用现状以及发展趋势。重点介绍热力式涡轮叶尖间... 由于涡轮机匣和转子变形的不协调,需要对涡轮进行叶尖间隙控制,通过此技术可降低耗油率0.8%以上。本文针对民用航空发动机的涡轮叶尖间隙控制技术进行了介绍,包括其原理、分类、研究和应用现状以及发展趋势。重点介绍热力式涡轮叶尖间隙控制的研究和应用现状。结论认为,应在民用航空发动机研制中大力进行叶尖间隙控制技术的研究。 展开更多
关键词 涡轮 民用 叶尖间隙控制
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TC4合金激光立体成形孔洞类缺陷的超声检测 被引量：14
15
作者 阮雪茜 林鑫 +1 位作者 黄春平 黄卫东 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期64-71,共8页
以TC4钛合金激光立体成形件为研究对象,探讨其内部、表面及近表面孔洞类缺陷与超声波的相互作用关系。研究结果表明,在相同检测条件下,对于TC4钛合金激光立体成形件中同深度不同孔径的长横孔缺陷,超声反射波幅值随长横孔直径的增加而增... 以TC4钛合金激光立体成形件为研究对象,探讨其内部、表面及近表面孔洞类缺陷与超声波的相互作用关系。研究结果表明,在相同检测条件下,对于TC4钛合金激光立体成形件中同深度不同孔径的长横孔缺陷,超声反射波幅值随长横孔直径的增加而增加;对于成形件中同孔径不同深度的长横孔缺陷,超声反射波幅值随长横孔所在深度增加而减小;利用5PФ8纵波直探头,能发现激光立体成形TC4钛合金中0.6 mm大小的孔洞类缺陷;超声表面波沿深度方向发现TC4钛合金激光立体成形件中槽型和孔型缺陷的能力均小于4 mm,且孔型缺陷比槽型缺陷更难发现。 展开更多
关键词 激光技术 激光立体成形 TC4钛合金 超声波 表面波
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涡轮级燃气入侵的理论分析及数值模拟 被引量：14
16
作者 朱莉娅 罗翔 +1 位作者 徐国强 田淑青 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1511-1516,共6页
为了分析航空发动机涡轮级中的燃气入侵现象,提出一种研究封严间隙处流动规律的理论方法,并采用全环模型进行了数值模拟。在该理论方法中,动盘旋转、封严冷气、外环主流对流动的影响用三个特征速度来表征;它们的相互作用用速度比来描述... 为了分析航空发动机涡轮级中的燃气入侵现象,提出一种研究封严间隙处流动规律的理论方法,并采用全环模型进行了数值模拟。在该理论方法中,动盘旋转、封严冷气、外环主流对流动的影响用三个特征速度来表征;它们的相互作用用速度比来描述。数值模拟结果表明:随着速度比的变化,封严间隙处呈现燃气沿静盘入侵、燃气基本不入侵以及燃气沿动盘入侵等三种流动形式。利用速度比的影响规律,可初步判断封严间隙处的燃气入侵情况以及最小封严冷气流量。 展开更多
关键词 航空发动机 涡轮级 燃气入侵 理论分析 全环模型
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航空发动机宽弦风扇叶片鸟撞损伤模型标定 被引量：13
17
作者 柴象海 侯亮 +1 位作者 王志强 汤忠斌 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1032-1038,共7页
为建立航空发动机风扇叶片抗鸟撞载荷能力的量化预测方法,针对特定的航空发动机宽弦风扇叶片设计,依据发动机在典型工作状态下的吸鸟速度、角度等撞击参数开展叶片鸟撞试验,采用显式动力学数值仿真方法,建立叶片鸟撞试验仿真分析模型,... 为建立航空发动机风扇叶片抗鸟撞载荷能力的量化预测方法,针对特定的航空发动机宽弦风扇叶片设计,依据发动机在典型工作状态下的吸鸟速度、角度等撞击参数开展叶片鸟撞试验,采用显式动力学数值仿真方法,建立叶片鸟撞试验仿真分析模型,并通过对模型中叶片材料参数、鸟体本构模型参数、鸟与叶片耦合接触参数进行敏感度分析,对模型进行标定.结果表明,标定后的鸟撞分析模型所预测的叶片损伤模式与试验结果一致,预测的损伤位置与试验测量结果误差小于10%. 展开更多
关键词 航空发动机 宽弦风扇叶片 鸟撞 数值仿真 模型标定
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民用大涵道比涡扇发动机吸雨能力评估的方法研究 被引量：13
18
作者 王春晓 邓潇 《民用飞机设计与研究》 2013年第A02期1-3,50,共4页
从发动机吸雨后性能改变的基本原理出发,建立了部件气动热力损失、机械损失和工质热力学通用模型,借鉴适航咨询通告初步定义了关键吸雨工况及水含量。基于商用性能分析软件,对一个大涵道比9的涡扇发动机各项性能的变化进行了计算与分析... 从发动机吸雨后性能改变的基本原理出发,建立了部件气动热力损失、机械损失和工质热力学通用模型,借鉴适航咨询通告初步定义了关键吸雨工况及水含量。基于商用性能分析软件,对一个大涵道比9的涡扇发动机各项性能的变化进行了计算与分析,提出了一种定量描述发动机吸雨能力的评估方法。 展开更多
关键词 民用涡扇发动机 吸雨 适航
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涡轮导叶吸力面簸箕型孔气膜冷却特性实验研究 被引量：13
19
作者 刘聪 朱惠人 +2 位作者 付仲议 李峥 张洪 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1142-1150,共9页
为了研究涡轮导叶吸力面的气膜冷却特性,在跨声速涡轮叶栅传热风洞中,采用瞬态方法实验测量了两个位置处的单排簸箕型气膜孔的冷却效率,分析了多个气动参数对其分布规律的影响。两排簸箕型孔分别位于相对弧长6.8%和21.7%处,叶栅通道基... 为了研究涡轮导叶吸力面的气膜冷却特性,在跨声速涡轮叶栅传热风洞中,采用瞬态方法实验测量了两个位置处的单排簸箕型气膜孔的冷却效率,分析了多个气动参数对其分布规律的影响。两排簸箕型孔分别位于相对弧长6.8%和21.7%处,叶栅通道基于叶片弦长的进口雷诺数为1.7×10^5-5.7×10^5,出口等熵马赫数为0.81-1.01,吹风比为0.6-2.1,涵盖了涡轮导叶典型工作状态。结果表明：对于簸箕型气膜孔,设计雷诺数条件下最佳吹风比在0.9-1.2附近,靠近前缘的孔排2的贴附性要好于孔排1;主流马赫数对孔后冷却效率的影响可以忽略,而低雷诺数下的冷却效率低于中高雷诺数工况;簸箕型气膜孔的冷却效率高于圆柱型孔,在BR〉1.5的中高吹风比时表现更明显;低吹风比时,凸面的冷却效率高于平板,尤其是s/d〈20距离内,而在高吹风比时,射流动量增加促进了气膜脱离凸面,从而降低了冷却效率。 展开更多
关键词 涡轮导叶 吸力面 簸箕型孔 气膜冷却 雷诺数 马赫数 凸面
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航空发动机装配尺寸链公差设计方法研究 被引量：13
20
作者 朱彬 于乃江 +3 位作者 孟祥海 陈渊博 丁司懿 单福平 《测试技术学报》 2015年第2期177-184,共8页
介绍了航空发动机装配尺寸链的概念以及封闭环的特征,详细分析了3种适用于航空发动机的典型公差设计分析方法.通过几种典型的航空发动机装配精度要求算例,研究了公差设计分析方法的特点,并结合航空发动机结构和装配特点,提出了3种公差... 介绍了航空发动机装配尺寸链的概念以及封闭环的特征,详细分析了3种适用于航空发动机的典型公差设计分析方法.通过几种典型的航空发动机装配精度要求算例,研究了公差设计分析方法的特点,并结合航空发动机结构和装配特点,提出了3种公差设计分析方法在航空发动机领域的适用性,以及对发动机公差设计运用的展望. 展开更多
关键词 航空发动机 装配尺寸链 公差设计 公差分析 精度要求
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