涡轮增压器转子质量不平衡故障分析

涡轮增压转子不平衡是导致增压器发生故障的主要原因之一.由于增压器故障的发生具有突然性,所以很难捕捉到其转子不平衡时的故障信息.通过人工设置转子不平衡故障,利用小波包对采集到的振动信号进行分析,结果表明,转子质量不平衡故障时其转子转频的二倍频幅值显著增强,为涡轮增压器转子不平衡的故障诊断提供了依据.     

发动机燃气涡轮转子蠕变及可靠性分析

发动机燃气涡轮转子是发动机的重要部件,其工作环境温度高,涡轮转子叶片蠕变是其主要的破坏模式。本文依据蠕变理论、工程结构可靠性设计的概率设计法和涡轮转子叶片载荷、截面尺寸及材料强度算出其蠕变和可靠性指标,并进行可靠性分析。     

叶尖小翼对涡轮转子性能的影响

该文采用数值模拟方法,对不同叶尖处理构型的涡轮转子流场进行数值计算,获得了平顶叶尖(模型A)、带有2 mm叶尖小翼(模型B)、3 mm叶尖小翼(模型C)的涡轮转子的间隙流动特性,以及对涡轮转子效率的影响.计算结果表明:模型B的转子性能最好,其次为模型A,最差为模型C.分析间隙涡流动特性后发现,模型C的间隙涡沿叶高方向分布区域较大,强度较强,其间隙涡区域的轴向速度最小.其次为模型A,而模型B的间隙涡强度较弱,其间隙损失最小.     

基于有限元法计算涡轮冷却器转子的临界转速

采用有限元法分析了飞机环境控制系统升压式涡轮冷却器转子的·临界转速,通过对轴段和盘的受力分析得出轴段和盘单元的运动方程．把支承和密封对轴的作用力按节点力处理,再由单元运动方程综合出转子系统的运动方程：求解临界转速归结为特征值的计算。并且针对升压式涡轮冷却器转子的特点．用Matlab编写了计算转子临界转速的程序,并以计算实例验证了有限元法的正确性、有效性和准确性,在升压式涡轮冷却器转子临界转速的计算中获得了较理想的结果。     

火箭发动机液氢涡轮泵转子-密封系统的非线性动力稳定性

研究了不平衡激励下密封对火箭发动机液氢涡轮泵转子系统非线性动力稳定性的影响；采用Muszynska模型描述密封流体激振力，根据Timoshenko梁-轴有限元模型离散化转轴，建立了实际液氢涡轮泵转子-密封系统的非线性有限元模型；结合Floquet理论和打靶法，分析了该不平衡系统的动力稳定性和非线性行为。研究表明：密封诱发的次同步进动造成的系统失稳破坏首先发生在涡轮端轴承；轴承阻尼、密封轴向雷诺数和密封长度对系统临界失稳转速有显著影响，随着轴承阻尼和密封轴向雷诺数的增大，系统临界失稳转速增加，随着密封长度的增加，临界失稳转速逐渐变小。     

发动机高压涡轮模拟转子设计技术研究

电通过对某型高压压气机转子平衡工装（模拟件）设计研究,对这类工装的设计方法做了一些探讨。在充分利用三维建模软件uG的情况下,详细介绍了同时满足技术要求规定的质量、重心、转动惯量的计算方法。合理设计模拟转子结构,保证工装制造精度,采用悬挂旋转法测量模拟转子的转动惯量,确定质心位置,最终通过模拟转子的质量、质心、转动惯量的调试,使模拟涡轮转子的结构、性能等能够满足某发动机平衡用。     

涡轴发动机悬臂型动力涡轮转子定点碰摩仿真

针对某型涡轴发动机动力涡轮转子的悬臂结构特征,基于ANSYS建立转子叶片-机匣有限元模型,并进行临界转速测试试验验证所建立模型的准确性.针对转子叶片-机匣可能出现的定点碰摩故障,以二次函数拟合叶尖-机匣间因机匣凸点产生的静态间隙变化,并基于静态间隙函数与分段线性碰摩力理论,建立动力涡轮转子叶片与机匣内壁的定点碰摩模型,同时考虑不平衡载荷,开展定点碰摩仿真.研究表明:在发生不平衡-定点碰摩故障时,区别于扭振,弯曲振动的基频幅值主要由不平衡故障引起;转轴中心点的弯振频谱图、扭振频谱图都出现倍频分量,且与转子每周碰摩次数相关的倍频幅值增大明显;此外,不平衡-定点碰摩故障还将导致接近系统扭振固有频率的扭振倍频幅值的分量增大.     

NA57系列增压器转子轴修复技术

对NA57系列增压器转子轴损坏情况进行了精度检测与分析,研制出了转子轴的修复工艺,解决 转子轴修复的技术问题。     

H AC 高效澄清池内挡板安装高度的研究分析

利用数值模拟技术对 HAC高效澄清池内挡板安装高度进行研究,选取速度、速度矢量与迹线作为分析指标,分析研究澄清池内流场的水力特性,解决设计澄清池时面临的缺乏理论依据等问题。     

涡轮风扇发动机高压压气机转子组合钻铰孔技术案例研究

高压压气机转子是某型涡轮风扇发动机的核心部件,其鼓筒的各级盘分别采用电子束焊和长螺栓连接两种方式,最后形成组件。其中1～6号件及各支承环由24根长螺栓采用一定的拧紧力矩连接压紧,各螺栓孔采用组合钻铰的方法进行加工,以获得组件螺栓孔良好的同心度,从而保证转子组件在最终装配后双头螺栓能够转动自如,使拧紧力矩完全作用在盘的压紧上,而非克服螺栓与盘孔的摩擦力上。因此,有必要对转子组件钻铰孔的工艺进行深入的分析和研究,以获得良好的技术状态,保证转子组件稳定的装配状态。     

基于流固耦合的涡轮叶顶间隙分析研究

利用CFX对不同叶顶间隙下3级涡轮的运行工况展开数值模拟,对涡轮的气动性能进行了分析。以已计算得出的流场作为气动载荷,利用workbench平台对涡轮叶片的结构特性进行单向流固耦合分析。综合考虑了叶顶间隙以及叶片、轮盘和机匣变形量之间的相互作用。研究结果表明,叶顶间隙对流场的气动特性产生了影响,而因流场气动力而产生变形的叶片和轮毂又使叶顶间隙发生了改变;在涡轮运行过程中叶片径向变形量要大于轴向变形量,并且温度是影响叶片及轮盘变形的最主要原因。     

带SFD的转子——支承系统稳态动力响应研究

该文研究了带挤压油膜阻尼器的转子－支承系统的稳态动力响应，提出了求解非线性转子系统稳态动力响应的三角级数法，通过对某涡喷发动机转子－支承系统模拟实验台的计算，分析及实验研究，证明该文给出的方法正确，合理。     

非均匀来流条件下偏心涡轮转子的气流激振力和动力特性

转子的偏心与非均匀来流都会使得涡轮内的流动变得周向非均匀,从而产生气流激振力作用于转子。以轴流涡轮为研究对象,对双耦合激励盘模型的叶片尺度子模型进行了简化,利用简化模型分析了转子偏心和非均匀来流所产生的气流激振力。将偏心转子的分析结果与试验结果进行了比较,验证了简化模型的正确性。在此基础上就非均匀来流对偏心涡轮转子动力特性的影响进行了分析,讨论了受迫振动的位移响应和自激振动的稳定性条件。结果表明,在一定条件下,非均匀的来流也会对转子系统的运动稳定性造成影响。     

某型火箭发动机涡轮转子流热固耦合强度及疲劳寿命分析

针对某国产型号液体火箭发动机涡轮泵在试车时转子叶片产生裂纹的问题,采用ANSYS流热固耦合方法,对叶片进行三维有限元仿真计算,提出了叶片顶部加围带的改型设计方案。对原始模型进行强度计算时考虑了启停工况各关键时间点的流动、传热、瞬态温度场、转速的影响,计算出叶片运行过程中的应力分布,确定产生裂纹的原因是启动过程中部分进气的气流冲击应力过高,且叶片型底前缘应力集中区域的高周疲劳安全系数过低。对改型设计方案进行仿真计算,结果表明：稳态综合加载时改型方案叶片最大等效应力比原模型下降了2 MPa,位置是叶片的型底背弧处;启动0.35 s时改进模型叶片最大等效应力下降2.73%,停机过程中最大等效应力降幅为0.53%;改型方案叶片高周疲劳安全系数均大于1.4的要求,叶片低周疲劳循环次数为22次,与原始模型相比降低了1次,仍满足要求。改型后发动机已安全飞行数次,证明改型方案符合设计要求。     

上瓦带挡板椭圆轴承性能研究

提出了贫油收敛区流体动压润滑的计算方法，研究了上瓦带挡板的椭圆轴承性能．结果表明该种轴承可明显地提高稳定性，在载荷较小的情况下即可进入恒稳工作区，并且平均温升低；静、动态性能明显好于同尺寸的椭圆轴承     

车用涡轮增压器试验台技术研究

为准确采集涡轮增压器的各性能参数并检测转子的设计水平,设计并搭建涡轮增压器测试台架.基于Lab VIEW软件图形化环境开发一套具有数据采集、处理、显示及保存等功能的测试系统.对某型号性能样机进行压气机性能试验,试验结果表明:涡轮增压器性能测试台架工作稳定,能够准确采集增压器的各性能参数;转子设计水平符合要求;设计开发的测试系统具有较高的测试精度、测试过程自动化程度提高.     

_等效不动转子_的物理模型

在异步电动机的电路分析中,都把转动着的转子等效变换为“等效不动转子”.但是,在电工学乃至电机学的教材中,都未涉及变换的物理依据.本文对此问题作了较详细的讨论.     

关于大型转子钢高温变形抗力的实验与分析

采用高温拉伸实验方法,在变形温度为800～1250℃、变形速率为0.1s~(-1)、变形程度(ε=(△l)/(l_0))最大为0.4的条件下,实验研究了大型转子钢25Cr_2Ni_4MoV的变形抗力。通过对实验数据的非线性回归分析,提出了供有限元分析计算用的解析公式。     

防旋板与转子面一体化设计的迷宫密封转子动力特性研究

为提高迷宫密封转子动力特性,开展进口和腔室防旋板与转子面一体化设计的迷宫密封结构转子动力特性研究。基于进口防旋板结构的迷宫密封(结构1),设计了进口和腔室防旋板结构的迷宫密封(结构2),以及基于结构2的带有腔室防旋板与转子面凹槽和凸台结构一体化设计的密封结构3和4。采用转子多频椭圆轨迹涡动模型和动网格技术的非定常Reynolds-averaged Navier-Stokes(RANS)数值求解方法,对比分析了变进口预旋条件下4种迷宫密封的泄漏特性和转子动力特性。研究表明：相比于进口防旋板密封,腔室防旋板和转子面一体化设计的凹槽和凸台转子面密封,特别是凸台转子面密封能明显降低迷宫密封的泄漏量和交叉刚度;进口预旋比为0.84时,相比于进口防旋板密封,凹槽转子面密封和凸台转子面密封的正有效阻尼分别提高了48.7%～144.1%和59.8%～254.0%;进口预旋比增加为1.32时,凹槽转子面密封和凸台转子面密封在整个频率范围内仍保持最大有效阻尼。腔室防旋板和转子面一体化设计的迷宫密封能显著提高转子稳定性,论文工作为进一步提高迷宫密封的转子动力特性提供了设计方案。     

转子径向摩擦故障诊断技术的研究

结合二维全息谱技术进一步分析了径向摩擦故障对转子振动的影响,给出了新的诊断转子径向摩擦故障的典型诊断信息,解决了正确区分径向摩擦故障和其它转子故障的问题,使转子径向摩擦故障极易识别.实验结果和理论分析能很好的吻合,实际应用效果良好.