为了评估带气膜冷却涡轮叶顶间隙的密封和冷却综合特性,在强化传热综合因子中引入气膜冷却效率,推导出了密封冷却综合因子表达式。其物理含义为:主流在一定功率作用并喷入一定量冷气时,被评估的传热方式与基准传热方式传热性能比。数值模拟获得了动叶顶部隔板迷宫间隙气膜冷却和密封特性数据,利用该因子对密封冷却综合特性进行了评估。结果表明:在研究的吹风比内,迷宫结构的冷却效果相比于平叶顶间隙有所改进,随着吹风比减小,改进程度先增加后减小;密封效果只有在高吹风比时有所改进。密封冷却综合特性都得到了改进,吹风比越小,密封冷却综合特性越好。
使用CFD软件求解定常可压缩流动的质量加权平均N-S方程和S-A模型,数值模拟了某受损无人机的绕流流场,分析了不同位置、不同尺寸损伤孔对无人机升阻特性的影响规律。计算结果表明:机身受损对全机的升阻特性影响较小;机翼受损严重影响全机的升阻性能,造成全机升力减小,阻力增大;尾舵位置受损对全机升力影响较大,对全机阻力影响较小。
在一台转速固定的火花点火发动机上进行了CO2稀释对H2-CH4混合燃料燃烧及排放性能影响的试验研究。结果表明,在一定F.D.R.和H.S.R.范围内,稀释燃烧对BMEP和热效率影响不大,NOX排放量则明显下降。在较高F.D.R.条件下BMEP、热效率、THC以及CO排放均有所恶化,但在一定的F.D.R.条件下仍能够建立起较大的以热效率和NOX排放为依据的甲烷掺氢稀释燃烧理想燃料条件范围。
研究了以减重为目标的航空发动机离心叶轮结构优化问题,将Kriging模型与遗传算法相结合,应用拉丁方试验设计和有限元分析生成初始样本数据,利用初始样本数据建立离心叶轮重量和最大应力等状态参数的Kriging模型,运用遗传算法对该Kriging模型在设计空间进行全局寻优,利用有限元分析方法计算近似最优设计点的状态参数, 并以此更新已有的设计样本数据, 不断提高 Kriging 模型的近似精度。计算结果表明,基于Kriging模型-遗传算法的离心叶轮结构优化设计方法不仅可以获得良好的优化结果, 比直接用遗传算法寻优减少了大量计算时间, 提高了设计效率,同多项式模型-遗传算法相比也有效率优势。
为了更好地了解大涵道比发动机的双转子布局和三转子布局的设计特点,选取了波音787客机的两款备选发动机GEnx和Trent1000作为对象开展对比分析。通过对于两款发动机的内涵流路、承力机匣和转子支承三方面的设计特点进行了对比分析,发现1)通过引入中压转子使得三转子布局的中压和高压转子的叶片机都获得了更有利的转速与结构尺寸;2)三转子布局在承力机匣和中、低压涡轮轴等结构比双转子发动机的设计更复杂;3)两种布局都无法解决风扇和低压涡轮最佳工作转速的矛盾。
为加强航空发动机的技术状态管理,对发动机技术状态标识的建立进行了具体的研究。依据发动机工作分解结构,对技术状态项的确定、选取原则、在系统中的建立以及实现更改控制给出了指导性思路,该方法已在航空发动机研制过程中进行了实践应用,可以满足技术状态管理中对基线的控制要求,同时也为其他复杂工程系统研发过程中开展技术状态标识工作提供参考。
振动发电就是利用电磁感应、压电技术、智能材料等将外部的机械振动能量通过一定装置转换成电能,实现机械振动能量和电能的转换。本文在分析磁控形状记忆合金(Magnetic Shape Memory Alloy,简称MSMA)振动发电原理的基础上,利用MSMA智能材料的维拉利效应对振动能量进行收集,建立了MSMA振动发电机的数学模型,求出振动发电机感应电动势与压应力及外加磁场的数学关系。分析了振动应力幅值、频率的响应特性,仿真结果验证了MSMA振动发电的可行性。
本文分别研究了挤压变形AZ31B镁合金在非对称载荷与对称载荷下的疲劳行为,结果表明两种加载方式下,疲劳过程随着应变幅的增加,滞回曲线的不对称性均增强;在低应变幅下,位错滑移为主要塑性变形机制;而在较高应变幅下,孪生-去孪生为主要变形机制;同一应变幅下,压-压非对称低应变幅疲劳寿命最长,拉-压对称低应变幅疲劳寿命次之,拉-拉非对称低应变幅疲劳寿命最短。
本文针对滚动轴承故障诊断问题开展研究,设计了基于谐波小波包和支持向量机(SVM)的新型诊断方法。与传统的时频特征提取方法相比,谐波小波包具有盒状频谱和无限细分的优势。本文首先对滚动轴承的振动数据进行谐波小波包分解,利用各频段的小波分解系数计算特征能量,归一化之后作为特征向量,为设计的多类SVM模型提供训练样本和测试样本。利用SVM的非线性映射能力,将三个二分类器相组合设计了基于二叉树的多类SVM模型,实现了对滚动轴承的故障诊断。最后,利用Case Western Reserve University电气工程实验室的滚动轴承试验台的振动数据对设计的诊断方法进行了验证。结果表明,设计的诊断方法比传统的方法具有更高的准确率。
为了研究应力与应变的关系问题,采用ASTM D3410对一系列复合材料进行压缩试验。研究结果表明对于低性能复合材料,应力应变呈线性关系,而对于高性能复合材料,应力应变不再呈线性关系,出现了失稳破坏,降低了压缩强度值。针对USN46200的压缩试验出现失稳破坏,分别采取增加厚度和改变试验标准进行试验,结果表明增加试验件厚度不能解决此问题,改变试验标准有效地解决了该问题。对于高性能的复合材料压缩试验建议采用ASTM D6641试验方法。
按照结构布局、适航要求及APU门载荷水平,对复合材料APU舱门结构进行设计研究。为满足防火要求和闪电防护要求,选择先进碳纤维复合材料和泡沫芯材,设计了一种复合材料夹层结构。利用有限元模型对夹层结构在气动载荷和风载作用下进行应力和位移分析,得到应变云图和变形云图,分析说明该夹层结构设计满足设计要求。通过对B737飞机APU舱门结构研究和重量提取,进行重量等效对比分析,结果表明该复合材料夹层结构比金属结构重量轻25.8%,减重效果明显。
针对某型航空发动机外涵机匣开环形槽结构的安装边,建立了包括安装边和连接螺栓的有限元计算模型。采用有限元接触分析方法对安装边结合面的接触应力和接触间隙进行了计算,分析了安装边螺栓孔距、安装边厚度和开槽深度对安装边密封性的影响。结果表明,安装边开环形槽结构有利于密封,适当增加安装边螺栓数和安装边厚度可改善其密封性。
以铰接为主要对象,研究铰接的特点及其在飞机结构设计中的应用。介绍了铰接的原理及假设理想铰接的意义和方法,分别对飞机主起落架、机身中部地板梁、翼身整流罩拉杆设计中采用的典型铰接结构进行了力学模拟简化,分析了铰接对结构之间传力模式转化起到的作用和对结构刚度设计的影响。说明铰接可以使结构部件之间获得较好的柔性连接,避免关键结构承受有害载荷,在飞机结构中应对结构连接进行合理设计,以提高结构效率。
通过分析燃油箱可燃性适航条款的历次修改,对当前适航条款进行梳理,总结出符合性验证的思路,同时对比了欧美适航当局对该条款要求的异同,有助于把握正确的燃油箱可燃性研究方向,利于项目和型号设计的工作开展。
中国大陆西部区域有大量的机场建设在丘陵或者高山地区,受地形条件的影响,这些机场不提供加油服务或者仅提供补油服务,受这些条件的影响,对航班的运行控制和签派放行工作都有别于一般平原航线,本课题就国航某日邦达机场(不提供加油服务)的运行控制和放行进行分析,总结出该类机场放行的特点。
随着民航业的飞速发展,航班的运行控制由原来的安全逐步过渡到以安全为载体的精细化运行控制,航空公司引进了不少运行控制系统从航班的控制、监控、调整、放行等多方面进行推进。另一方面航班的实际飞行过程中除了受到天气等因素的影响,航行通告也是影响运行安全、正点的一个关键因素,本课题是以航行通告在航班运行安全、正点方面精细化放行进行研究。文章首先航行通告的定义及作用做了简单介绍,然后对航空公司的签派放行流程做了分析,最后通过某日国航实际运行的“重庆—乌鲁木齐”航线为例对航班精细化放行进行介绍和案例分析,强调航班精细化放行的作用和意义。
在快速城市化进程下的新背景下,城市消防装备管理所面临的一些问题开始日渐突出,据此分析了产生这些问题的原因,并结合我国消防管理当前的发展现状,提出建立完善的火灾风险评估体系、认真开展消防装备评估工作、积极引入科学合理的装备管理模式等相应的消防装备管理对策。