236h台架试车对GH220合金一级涡轮叶片组织和性能的影响

研究了国产GH220合金涡轮叶片经236小时台架试车后的表面渗层、基体组织与合金性能的变化。结果表明,该合金组织稳定、性能良好,1070℃等温热处理工艺合理。该合金尚有很大使用潜力。     

硅对耐磨锌合金组织性能的影响

本文研究了硅及其含量对ZA—27合金组织及性能的影响,结果表明,硅在ZA—27合金中主要以初晶硅的形式存在于α枝晶之间,使合金的耐磨性明显提高,且耐磨性随硅含量的增加而增加.综合考虑了硅对耐磨性,减摩性能、机械性能及铸造性能等的影响,认为在ZA—27合金中加入1～3％硅时具有较理想的组织和性能.     

镍铬基K648合金α—Cr相析出的组织敏感性

研究了合金成分和热处理制度对K648合金组织中仪α-Cr相析出形态和力学性能的影响,并通过Thermo-calc软件计算了K648合金平衡相析出规律．计算结果表明合金中的析出相主要为α-Cr、γ^1相和M23c6碳化物．通过实际组织观察得出合金中α-cr相的析出形态对cr含量和热处理工艺制度极为敏感,具体表现为α-Cr相形态的多样性．力学性能测试进一步表明合金的室温拉伸性能、冲击性能均受α-Cr相形态和分布的影响,即合金性能表现出组织敏感性．     

钴基高温合金K640S返回料应用的试验研究

研究了钴基铸造高温合金K640S在多次返回重熔过程中成分、组织和性能的变化·结果表明,该合金的返回料按照适当的工艺多次返回重熔后,其组织和性能无明显变化·经10次返回后合金的综合性能仍能满足使用要求·     

电磁场对铝合金铸造组织和性能的影响

铝硅合金的机械性能与其微观结构密切相关,为了改良合金的微观组织,提高材料性能,人们尝试利用各种手段控制铝合金的凝固过程。通过研究和生产实践发现,在金属的凝固过程中施加电磁场可以改善材料的组织性能并优化工艺过程。由于电磁场在金属凝固过程中会产生多种物理效应,因此,探讨电磁场对改善合金微观组织的作用,找出较优的工艺参数,对改善材料的组织性能,提高产品质量具有重要意义。     

高强度变形镁合金ZK60的研究现状

镁合金因其具有很高的比强度、良好的铸造成型性、优越的阻尼吸震降噪性能、电阻屏蔽性能等诸多优点而受到广大材料工作者的强烈重视,而ZK60镁合金则是高强度变形镁合金中性能最为优越的合金之一.文章综述了ZK60合金发展历史、组织研究现状、力学性能研究现状、表面处理研究现状、应用现状以及合金元素和微量元素对ZK60合金组织和性能的影响.在此基础上,提出了改善ZK60镁合金组织性能的方向和途径,并对其表面处理和应用现状做了分析和展望.     

ZnAlCuMn合金的成分对其组织和性能的影响

本文分析了国外ZnAl27合金的成分、组织和性能,发现其作为轴承合金尚不够理想,经调整其成分,并对有关成分对合金组织和性能的影响进行了深入研究,最后得出一种新型合金材料——ZnAlCuMn合金.经过试验新合金的性能作为轴承合金比ZA27好,比ZQSn6-6-3更优越,是一种很有前途的轴承合金.     

高锡青铜的挤压成形研究

本文分析了铸造青铜 ZQSn6-6-3合金制件的铸造组织,介绍了该合金挤压工艺试验的各种参数,并把挤压件的组织性能和铸造、液态模锻件的组织性能进行了对照比较。     

高温均质化退火对NiPtB合金组织及溅射成膜性能的影响

利用真空熔炼技术制备NiPtB合金铸锭,分别采用直接中温轧制和高温均质化退火+中温轧制对该合金铸锭进行处理,分析对比两种处理手段对NiPtB合金铸锭组织与性能的影响。结果表明：合金铸态组织的不均匀性难以通过直接中温轧制消除;高温均质化退火可使NiPtB合金组织更加均匀;退火后的NiPtB合金经轧制后,组织均匀性提升,轧面晶粒主要为{100}和{111}取向;相比于直接轧制态,退火+轧制态样品具有更高的硬度和更好的溅射成膜性能。     

连续挤压Al-1.1Mg-0.3Cu合金的拉伸性能和加工硬化行为

为了提高Al-1.1Mg-0.3Cu合金线杆的拉伸性能,通过金相、透射电镜、扫描电镜显微组织观察和拉伸试验分别对连续挤压态及拉拔退火态合金的微观组织和拉伸性能进行了研究.结果表明:连续挤压成形工艺有助于进一步改善合金的拉伸性能,与传统拉拔后退火处理工艺相比,通过连续挤压工艺制备的合金组织晶粒细小而均匀,沉淀相和位错密度较少,致使合金的延伸率相对较高而加工硬化率相对较低;此外,相比传统工艺,由连续挤压工艺制备的合金拉伸试样断口形貌中韧窝更深、更细小.     

涡轮气冷叶片高温环境下的结构强度分析软件开发

涡轮是燃气涡轮发动机中的重要部件,燃气轮机性能的提高需要涡轮进口温度也不断提高。涡轮进口温度的增加要考虑叶片材料的耐温程度,同时必须限制叶片内部温度水平和温度应力,即涡轮叶片需气冷降温,因此涡轮叶片温度场和应力场计算具有重要意义。三维涡轮叶片的换热流动数值计算非常复杂,设计单位在初步设计阶段往往需要从二维叶片开始设计,进而完成三维叶片的数值计算工作。针对上述需求开发了一套完整的二维涡轮气冷叶片的热应力有限元计算程序,满足了叶片初步设计时对换热和热应力计算的需求,并将计算结果与国外商业软件ANSYS进行了对比,证明本研究开发的软件是有效的。     

后加载和高负荷前加载叶型气动性能的试验研究

采用平面叶栅和环形叶栅吹风试验对后加载和高负荷前加载叶型的气动性能进行了详细的测量和研究.在平面叶栅吹风试验中,测量了2种叶型的压力系数分布,研究了攻角、相对栅距、安装角和马赫数的变化对叶型能量损失系数的影响规律.在环形叶栅吹风试验中,测量了2种叶型的近叶顶、中叶高和近叶根处的压力系数分布以及能量损失系数沿叶高的变化规律.对后加载和高负荷前加载叶型的三维成型规律进行了讨论.试验结果表明:高负荷前加载叶型相对于后加载叶型具有更大的负荷特性;高负荷前加载叶型在采用较大的切向弯曲后可以抑制二次流的发展和减少二次流损失;前加载叶型和后加载叶型均具有优良的气动性能.研究结果对于拓宽高性能叶型在汽轮机中的应用提供了理论基础和技术支持.     

静叶时序对高压涡轮性能影响的数值研究

现代航空工业的快速发展,要求不断地提高航空发动机的性能。涡轮作为航空发动机三大核心部件之一,其气动性能的改善对整个航空发动机的性能提高起着至关重要的作用。基于这一背景,通过对某1+1/2级静/动/静布局的涡轮叶片进行数值模拟,改变第二级静叶周向位置,研究时序效应对涡轮性能的影响。发现时序效应对涡轮上游流场影响微乎其微,对涡轮进口流量和落压比的影响不大,主要影响到涡轮效率。从而说明,在叶片设计初级阶段,可以通过时序效应,调整叶片周向位置,改善涡轮性能。     

火箭发动机氢、氧涡轮泵支撑结构有限元计算

在对某火箭发动机氢、氧涡轮泵支撑结构进行有限元分析的同时，对该结构进行了力学理论探讨．通过力学等效原理，将难以给定边界条件的温度计算模型转化为便于给定边界条件的摩擦力的计算模型；用简单的梁单元模型模拟了实际结构中复杂的内部连接关系，并对采用梁单元可能造成的误差进行了分析；应用该力学等效分析模型，解释了氢泵涡轮外壳体设计存在的不足。     

Fatigue Reliability of Blade Root of Turbocharger Turbine for Vehicle Application

The blade root fatigue is one of important failure modes of turbocharger turbine for vehicle application,and the reliability and life of turbine with blade root fatigue failure mode are studied.Firstly,the stress characteristics of turbine are analyzed,and based on the operating profile of turbocharger corresponding to the endurance test of engine,the stress spectrum of turbine with blade root fatigue failure mode is studied with the simulation method.Then,with the number of endurance test profile cycle as the life parameter,the reliability model and failure rate model of turbine with blade root fatigue failure mode are derived respectively. Finally,the rules that the reliability and failure rate of turbine with the blade root fatigue failure mode changes as life parameters are studied,and the life probabilistic characteristics of turbine are also studied.     

液力透平的数值计算与试验

设计了液力透平试验台,对一单级液力透平进行了试验,得到了外特性曲线.采用全流场和结构化网格技术对液力透平内部流动进行了数值计算.分析了液力透平在不同流量下的压力场和速度场,得到了内部流场的分布规律.应用速度三角形对液力透平叶轮和尾水管内部速度场随流量变化规律进行了研究.结果表明:离心泵反转可用作透平运行,并具有较高的效率;最高效率的数值计算与试验结果相对误差为4.85％;透平内部的压力从蜗壳进口经叶轮到尾水管逐渐减小,进出口压差随流量增加而逐渐增加;在透平叶片背面和工作面存在漩涡区域,漩涡位置和区域大小随流量而变化;在尾水管横截面上存在的圆周速度分量随流量而变化.     

升阻互补型垂直轴风轮的结构动态分析

为了避免风力发电机系统的共振而导致的系统损坏和噪音污染,并提高风力发电机叶片的耐用性与经济性,借助有限元计算方法,通过系统动态特性分析,得到了升阻互补型垂直轴风轮的动态特性及叶片的受力特性.结果显示,横梁是叶片支撑上容易出现危险的区域,其结构强度和抗疲劳度要求较高.在更换6根横梁的材料和尺寸之后,增加了其最大许用应力值,提高了风力发电机的安全系数,避免了风轮叶片支撑在低速旋转时频率游走于风轮第1,2阶固有频率之间的问题.升力型叶片受到近似于正弦函数的交变荷载,叶片表面主要受到拉应力的作用并且容易产生疲劳破坏.叶片在铺层时,增加0°纤维层的厚度可以使叶片抵抗更大的拉应力.     

航空发动机叶片表面热障涂层温度分布的仿真分析

采用有限元固体热传导仿真模型分析航空发动机导向叶片表面热障涂层(TBC)的温度特性;采用工程实验的通用模型,输入因变量(Input)→仿真模型和边界条件(Process)→输出变量(Output),进行热障涂层的实验设计;比较了几种热涂层材料(如ZrO2系列TBC)的隔热性能,分析了不同的基底与TBC厚度下隔热性能的变化情况.同时,通过计算机仿真方法探讨了国内外相关文献中的TBC隔热效果的差异性.结果表明,温度边界条件对于准确估算TBC的隔热效果至关重要.在对比TBC的隔热性能时,需对测温环境进行标定.     

涡轮叶片参数化结构设计平台的开发

针对航空发动机涡轮叶片的结构特点,提出一种UG(Unigraphics NX)混合参数化建模生成涡轮叶片的方法.利用UG提供的4种二次开发工具及VC++程序设计语言,在UG环境下,完成涡轮叶片参数化结构设计平台的开发,并给出应用实例.     

控制二次流发展的前伸小圆角端区流动控制机理

基于哈尔滨工业大学自主开发的带冷气叶片气动网格自动生成技术,通过Ansys公司下的CFX软件,对国产某型民用航空发动机高压涡轮第一级动叶进行设计。设计中采用了一种新型控制二次流发展的叶形,使用特殊前缘参数化设计方法。具体操作为叶片根部叶形前缘前伸,前缘修小圆,在前缘吸力面位置局部内凹,并沿叶高一定范围内进行光滑过渡,即形成根部区域修型,其他区域不变的新叶形。研究表明:采用此方法能够有效的降低由于叶片前缘马蹄涡造成的通道涡等涡系的尺度及强度,从而减少气动损失。