基于等强度理论压气机轮盘结构优化分析

为降低航空发动机轮盘的质量,提高发动机推质比,基于等强度轮盘结构,对发动机轮盘进行参数化结构优化设计.运用理论分析方法与有限元软件ANSYS仿真相结合,计算轮盘径向/周向最大应力.然后以节点最大等效应力满足许用安全系数为约束条件,以体积最小为优化目标函数运用ANSYS一阶优化方法对初始轮盘进行结构优化.优化后的轮盘在保证满足强度设计的前提下,体积可减少27％,相应的也减轻了轮盘质量,提高了发动机的推质比.同时论文的研究方法可为发动机轮盘结构优化设计提供参考.     

基于等强度理论压气机轮盘结构优化分析

为降低航空发动机轮盘的质量,提高发动机推质比,基于等强度轮盘结构,对发动机轮盘进行参数化结构优化设计.运用理论分析方法与有限元软件ANSYS仿真相结合,计算轮盘径向/周向最大应力.然后以节点最大等效应力满足许用安全系数为约束条件,以体积最小为优化目标函数运用ANSYS一阶优化方法对初始轮盘进行结构优化.优化后的轮盘在保证满足强度设计的前提下,体积可减少27％,相应的也减轻了轮盘质量,提高了发动机的推质比.同时论文的研究方法可为发动机轮盘结构优化设计提供参考.     

基于等强度理论的轮盘优化设计方法研究

为了满足航空发动机高的推重比,各个零部件的质量都有很严格的要求。轮盘作为发动机中的转子部件,对其结构设计也相当重要。首先基于等强度盘理论,了解了等强度盘存在的可能性及其设计方法。并通过有限元法掌握了结构设计和优化的理论知识。再利用ANSYS有限元分析软件,建立了轮盘结构优化设计模型,选取了结构优化设计中的变量。然后对某型航空发动机压气机轮盘进行了优化设计,在满足同样的应力约束条件下,优化后轮盘的质量比传统方法优化结果减轻了10.27%。     

薄壁轮盘简化结构固有频率求解

针对发动机轮盘振动问题,以简化薄壁轮盘结构为研究对象,首先给出解析法求解结构固有频率的具体方法,同时运用有限元方法进行数值求解。实例分析表明,周边固定约束边界条件下的解析解与数值解比较接近,验证了求解方法的精确性。     

某航空发动机压气机叶片轮盘耦合振动分析

基于循环对称结构固有特性的有限元分析原理,对某型航空发动机压气机叶片轮盘耦合ANSYS软件进行了分析计算,根据计算结果分析了该压气机叶片轮盘耦合结构的振动特性,为其设计优化和振动安全性检验提供了数值依据.     

航空发动机多辐板轮盘结构优化

本文以ISIGHT为优化平台建立了航空发动机多辐板轮盘结构优化的设计方法。以轮盘各辐板径向破裂裕度、周向破裂裕度和低循环疲劳寿命为约束,采用轮盘质量为目标函数,应用试验设计和寻优设计组合方法完成了多辐板轮盘的结构优化设计工作。通过对某压气机多辐板轮盘的算例分析,在满足破裂裕度和低循环疲劳寿命的要求的情况下,实现多辐板轮盘减重的目标,同时使轮盘的应力分布更合理。     

某型涡喷发动机压气机结构改进

考虑离心力和温度的耦合影响,对某微型涡喷发动机整体式压气机进行强度分析,得到导风轮不同开孔厚度的压气机应力分布,优选压气机的设计方案.基于有限元方法,对该方案的压气机进行振动分析,得到压气机整体共振图,判断该压气机设计的合理性.     

航空发动机高压涡轮转子试验段静强度研究

首先,利用有限元分析软件对某型航空燃气涡轮发动机的高压涡轮转子超转、破裂试验段进行了静强度计算,得到了转子中各轮盘及转接段的应力、变形分布及其强度薄弱部位;其次,根据有限元计算的结果和对应的材料特性,按照相关的应力评定准则对轮盘及转接段的强度储备进行了评定;然后,对盘类零件之间连接时的变形协调性进行了研究,并给出了此类零件连接时的设计方法;最后,对高压涡轮转子在试验段状态下和发动机状态下的变形协调性进行了对比分析,校核了转接段设计的合理性。本文建立了航空发动机涡轮转子超转、破裂试验前的强度评估流程,以确保此类试验能够安全进行。     

自增强液压缸缸筒理论计算与仿真分析

基于Mises塑流条件、有限元理论、Lame公式对自增强厚壁圆筒进行分析,得到加载应力、卸载应力、残余应力及工作应力的解析解,并推导出弹塑性界面半径公式。为了验证理论公式的准确性,首先借助有限元分析软件ANSYS,建立了1/4径向横截面的平面应变轴对称自增强厚壁圆筒的结构模型,然后模拟了模型在加载、卸载、工作工况下缸筒壁应力的分布情况,最后从ANSYS中提取仿真数据到MATLAB进行数值模拟计算,通过有限元分析与理论计算,证明理论推导得出的自增强缸筒应力解析解与仿真分析结果是相符的。     

高速转盘的有限元分析与改进

以某重大装备项目的高速转盘为研究对象,利用有限元技术建立旋转圆盘的有限元模型,首先进行自由模态与动力学仿真分析,获得了高速转盘的固有频率、模态振型与应力分布情况,然后通过科学计算获得理论应力解,并与数值应力解相比较。有限元仿真结果和理论解表明,原高速转盘在25000r/min的转速下工作,存在结构设计不足之处。参照高速转盘的结构设计规范,提出了一个改进方案,为原转盘的结构改进提供了理论依据。实际工作情况表明,改进后的高速转盘,结构设计合理,具有足够的刚度和强度,满足使用要求。     

离心压缩机水压仿真及试验研究

根据某离心压缩机机壳,对机壳结构进行了分割简化,并利用压力自平衡及模态分析方法验证了有限元模型的有效性。利用ANSYS软件分析了压缩机机壳在水压试验时的强度及密封性能,为机壳结构改进提供了有效依据。最后通过水压应力应变测试试验验证了有限元仿真与实际情况的一致性。     

某型航空发动机涡轮盘低循环疲劳寿命分析

确定发动机零部件的最大应力应变循环是进行零部件寿命研究的重要内容之一.弹塑性有限元分析常用于计算最大应力应变循环,但是由于各种载荷、约束等条件考虑不全面,得到的应力应变循环往往偏大.同时,某些零部件的瞬态温度场是决定其疲劳强度和使用寿命的重要因素,而获得准确的瞬态温度场是非常困难的.文中对某型发动机的高压涡轮盘进行疲劳试验条件下弹塑性有限元分析,对一台涡轮盘的残余应力进行测试,利用稳态温度场计算涡轮盘危险点最大应力应变循环,并根据弹塑性有限元分析和通过残余应力测试得到的最大应力应变循环进行低循环疲劳寿命预测.研究结果表明,弹塑性有限元分析法预测的寿命偏低,由残余应力可以较准确地确定最大应力应变循环.     

旋转式压缩机消声器有限元分析

旋转式压缩机消声器是设置在压缩机泵体排气口处的,其作用是降低气流脉动以降低噪声,改善压缩机性能.由于转子旋转一转就完成了一次排气过程,所以消声器所受的压力脉动也是周期性变化的.消声器在这种交变应力作用下容易产生疲劳破坏,因此必须对其强度进行校核.本文运用有限元仿真技术,从流体和结构两方面对消声器进行有限元分析,对消声器的内部流场进行模拟,考虑消声器的多种工况和加工工艺,对其进行了静态强度校核以及疲劳强度校核,从而对其可靠性进行判断.     

盘式制动器的结构场有限元分析

首先探讨盘式制动器在制动过程中的摩擦接触和非线性动力学问题.具体的分析方法包括:摩擦接触算法,非线性有限元方法.按照制动盘与摩擦片的实际几何尺寸,建立了具有速度可变效应的三维瞬态结构应力有限元模型,利用非线性有限元方法,较真实地模拟了制动器的制动过程.通过以上分析得出制动过程的一些结构上的性能变化.将同相同制动条件下的实心盘式制动器和通风盘式制动器对比,得出通风盘式制动器在制动过程中的接触应力,各向位移等.     

基于UG环境下的压缩机曲轴强度计算与分析

利用有限元分析的方法和UG软件的功能,对活塞压缩机的曲轴创建三维力的分析模型,探讨进行曲轴的静强度和疲劳强度的校核方法,并结合曲轴实例建模、解算.     

垃圾中转站水平压缩机结构分析及优化设计

利用ANSYS软件对垃圾中转站水平压缩机进行了结构有限元分析,得到了各种工况的应力分布,并利用导重法,对其进行了以提高结构强度、减小结构自重为目的的优化设计,优化后不但结构最大应力从327 MPa减少到170MPa,而且整机自重减少了24%,收到了显著的优化效果。     

Vibro-acoustic analysis of free piston engine structure using finite element and boundary element methods

This paper presents the results of vibro-acoustic modeling and simulation using the finite element and the boundary element methods for the free piston engine structure. A model of the engine was constructed through the use of finite element software to perform a normal mode analysis of the engine structure. The objective was to determine the mode shapes and the natural frequency that contribute to engine structure vibration. Theoretical development of the engine balance motion and frequency response was also conducted. From the simulation and finite element analysis, the force response pattern of the engine vibration was determined and then compared with its natural frequency. The vibration data were used as the input data for noise analysis using the boundary element method. The integration of the finite element and the boundary element determined the noise-frequency data of the engine structure toward the occurrence of engine noise. The information can be used by designers to analyze engine specifications and structure, especially at the preliminary design stage.     

蝶形弹簧特性随机有限元分析

基于ANSYS商用有限元分析软件,建立了一蝶形弹簧的轴对称有限元模型,并分析了该蝶形弹簧在大变形条件下的非线性载荷-位移特性。有限元结果与理论分析结果吻合较好。在该有限元模型基础上讨论了基于ANSYS的Monte Carlo随机有限元分析技术确定碟簧最大应力分布规律的基本原理和方法。最后表明在外部载荷不变的情况下,蝶形弹簧内径和外径结构参数对碟簧内的应力分布影响最大,分析结果对于今后蝶形弹簧的工程应用有一定的参考价值。     

燃气涡轮发动机计算机辅助设计系统

开发了基于大型有限元分析软件Ansys的燃气涡轮发动机辅助设计系统,该系统将CAD参数建模技术、工程有限元数值计算方法、经典强度计算理论与现代优化设计技术相结合,实现了涡轮盘、机匣和涡轮轴典型零件的参数优化设计的完整设计流程,建立了结构优化设计平台;并通过机匣的结构优化设计实例,验证了燃气涡轮发动机辅助设计系统的有效性。     

双盘悬臂转子—轴承—机匣耦合系统碰摩故障分析

针对航空发动机转子系统的质量主要集中于压气机及涡轮部分的工程实际,将航空发动机转子系统简化为双盘悬臂连续体转子系统。建立含碰摩故障的双盘悬臂连续体转子—轴承—机匣耦合动力学模型,导出双盘悬臂连续体转子的四阶偏微分运动方程。运用变步长四阶龙格库塔法模拟系统的碰摩故障响应,分析转速与偏心量对系统碰摩故障响应的影响,发现该模型在发生碰摩故障时的一些非线性动力特性,为解决工程实际问题提供一定的理论依据。通过所建模型与单盘转子模型振动特性的比较,验证建立模型的必要性与工程意义。