航空發(fā)動機壓氣機葉片-封嚴涂層碰摩仿真與實驗研究
發(fā)布時間:2021-12-10 06:18
為了提高推重比和效率,航空發(fā)動機轉靜子之間的間隙越來越小,導致航空發(fā)動機發(fā)生碰摩故障的風險大大增加。封嚴涂層涂覆在航空發(fā)動機機匣處,當航空發(fā)動機發(fā)生碰摩故障時,封嚴涂層往往參與其中。良好的摩擦磨損性能是封嚴涂層實現(xiàn)其功能的重要保障。研究涂層的參數(shù)對摩擦磨損性能的影響對于確定涂層的噴涂參數(shù)以達到更好的摩擦磨損性能具有重要意義。轉子葉片-封嚴涂層碰摩模型較之傳統(tǒng)的轉子輪盤-機匣碰摩模型更接近真實碰摩故障下的轉子系統(tǒng),有助于了解真實碰摩故障下的轉子系統(tǒng)狀態(tài)。因此本文通過仿真和實驗相結合的方法研究封嚴涂層摩擦磨損性能和葉片-涂層碰摩過程中葉片及轉子系統(tǒng)的動力學響應;趲靷惸Σ聊P秃推矫鎽Ψ治瞿P,建立封嚴涂層的滑動摩擦有限元模型,研究涂層/粘結層/基體系統(tǒng)在接觸載荷作用下的應力分布情況。詳細分析摩擦系數(shù)、涂層厚度以及粘結層厚度等參數(shù)對涂層表面、涂層與粘結層界面以及粘結層與基體界面處的應力大小和分布的影響;诮佑|動力學理論,建立航空發(fā)動機壓氣機葉片-封嚴涂層/機匣碰摩仿真有限元模型。模擬真實葉片模型與封嚴涂層或機匣發(fā)生碰摩的瞬態(tài)過程。對比分析葉片-機匣碰摩和不同侵入深度下葉片-涂層碰摩時碰...
【文章來源】:天津大學天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
航空發(fā)動機制造商市場份額Figure1-1Marketsharesofaviationenginemanufacturers
圖 1-2 燃氣渦輪發(fā)動機剖視圖Figure 1-2 Section view of gas turbine engine,航空發(fā)動機在設計和裝配的過程中由于種種原因無法將葉尖首先,航空發(fā)動機零部件加工和發(fā)動機的裝配過程中都有可能產計階段必須考慮零件加工的公差以及裝配誤差;其次,航空發(fā)下運行,葉片等零件在熱效應的作用下會發(fā)生膨脹,轉子軸在能發(fā)生彎曲變形[6]。另外,發(fā)動機零部件會在發(fā)動機發(fā)生振動等,這些原因都可能導致葉片和機匣發(fā)生碰撞。因此,預留一動機工程師們在設計之初就必須考慮的問題。由于過大的葉尖發(fā)動機的效率,葉尖間隙過小時葉片與機匣發(fā)生碰摩的風險會大間隙值的大小通?刂圃 2~3mm。如何利用合理的手段將葉降到最低又能同時保護葉片在發(fā)生碰摩故障時不受損傷成為航的一大熱點。在這種背景下,可磨耗封嚴涂層應運而生。耗封嚴涂層又稱可刮削封嚴涂層,通過熱噴涂的方式涂覆在航航空發(fā)動機運轉時,葉片在旋轉過程中和涂層發(fā)生接觸,由于
第一章 緒 論功能[9]。封嚴涂層的重要功能之一是在航空發(fā)動機發(fā)生碰損傷,由于較之葉片而言,涂層的硬度更低,且具有較低,當葉片和涂層發(fā)生接觸時會犧牲涂層以保護葉片。盡管當葉片和涂層發(fā)生碰摩時,若涂層在接觸載荷的作用下產整塊脫落則難以發(fā)揮其作用,這是航空發(fā)動機實際運行過究如何在涂層的噴涂過程中確定合理的噴涂參數(shù)從而使損性能具有重要意義。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]雙轉子系統(tǒng)動靜碰摩動力學研究與基于振動加速度的實驗驗證[J]. 王南飛,蔣東翔,韓特,徐洪志. 振動與沖擊. 2017(14)
[2]鋁硅聚苯酯封嚴涂層全尺寸刮磨實驗[J]. 喬家科,孫波,丁坤英,張鵬,廖智豪,王繼恒. 表面技術. 2017(07)
[3]基于懸臂板理論的旋轉葉片-機匣振動響應分析[J]. 馬輝,孫帆,殷帆麗,王迪,聞邦椿. 振動工程學報. 2017(02)
[4]航空發(fā)動機葉片-機匣碰摩摩擦熱效應仿真分析[J]. 賴少將,李舜酩,聞靜. 航空發(fā)動機. 2017(01)
[5]航空發(fā)動機葉片-機匣碰摩熱-結構耦合仿真[J]. 王麗麗,李舜酩,賴少將,聞靜. 應用力學學報. 2016(06)
[6]鋁硅聚苯酯封嚴涂層抗熱沖擊性能的數(shù)值模擬研究[J]. 張俊紅,魯鑫,何振鵬,王志平. 機械科學與技術. 2016(08)
[7]鋁硅聚苯酯涂層熱穩(wěn)定性及與鈦合金葉片對磨刮削可磨耗性研究[J]. 程旭瑩,劉建明,章德銘,沈婕,劉通. 熱噴涂技術. 2016(01)
[8]NiCrAlYSi/h-BN高溫可磨耗封嚴涂層摩擦磨損性能研究[J]. 運廣濤,李其連,程旭東. 表面技術. 2016(02)
[9]考慮多葉片-機匣多點變形轉靜碰摩模型的機匣響應特征與驗證[J]. 王海飛,陳果. 推進技術. 2016(01)
[10]航空發(fā)動機原理及進展研究[J]. 周賀,張志軒. 南方農機. 2015(10)
碩士論文
[1]基于劃痕法TiN涂層摩擦接觸失效機理研究[D]. 薛雷.湘潭大學 2015
[2]碰摩轉子系統(tǒng)非線性動力學行為研究[D]. 王胤鼎.重慶大學 2008
本文編號:3532062
【文章來源】:天津大學天津市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
航空發(fā)動機制造商市場份額Figure1-1Marketsharesofaviationenginemanufacturers
圖 1-2 燃氣渦輪發(fā)動機剖視圖Figure 1-2 Section view of gas turbine engine,航空發(fā)動機在設計和裝配的過程中由于種種原因無法將葉尖首先,航空發(fā)動機零部件加工和發(fā)動機的裝配過程中都有可能產計階段必須考慮零件加工的公差以及裝配誤差;其次,航空發(fā)下運行,葉片等零件在熱效應的作用下會發(fā)生膨脹,轉子軸在能發(fā)生彎曲變形[6]。另外,發(fā)動機零部件會在發(fā)動機發(fā)生振動等,這些原因都可能導致葉片和機匣發(fā)生碰撞。因此,預留一動機工程師們在設計之初就必須考慮的問題。由于過大的葉尖發(fā)動機的效率,葉尖間隙過小時葉片與機匣發(fā)生碰摩的風險會大間隙值的大小通?刂圃 2~3mm。如何利用合理的手段將葉降到最低又能同時保護葉片在發(fā)生碰摩故障時不受損傷成為航的一大熱點。在這種背景下,可磨耗封嚴涂層應運而生。耗封嚴涂層又稱可刮削封嚴涂層,通過熱噴涂的方式涂覆在航航空發(fā)動機運轉時,葉片在旋轉過程中和涂層發(fā)生接觸,由于
第一章 緒 論功能[9]。封嚴涂層的重要功能之一是在航空發(fā)動機發(fā)生碰損傷,由于較之葉片而言,涂層的硬度更低,且具有較低,當葉片和涂層發(fā)生接觸時會犧牲涂層以保護葉片。盡管當葉片和涂層發(fā)生碰摩時,若涂層在接觸載荷的作用下產整塊脫落則難以發(fā)揮其作用,這是航空發(fā)動機實際運行過究如何在涂層的噴涂過程中確定合理的噴涂參數(shù)從而使損性能具有重要意義。
【參考文獻】:
期刊論文
[1]雙轉子系統(tǒng)動靜碰摩動力學研究與基于振動加速度的實驗驗證[J]. 王南飛,蔣東翔,韓特,徐洪志. 振動與沖擊. 2017(14)
[2]鋁硅聚苯酯封嚴涂層全尺寸刮磨實驗[J]. 喬家科,孫波,丁坤英,張鵬,廖智豪,王繼恒. 表面技術. 2017(07)
[3]基于懸臂板理論的旋轉葉片-機匣振動響應分析[J]. 馬輝,孫帆,殷帆麗,王迪,聞邦椿. 振動工程學報. 2017(02)
[4]航空發(fā)動機葉片-機匣碰摩摩擦熱效應仿真分析[J]. 賴少將,李舜酩,聞靜. 航空發(fā)動機. 2017(01)
[5]航空發(fā)動機葉片-機匣碰摩熱-結構耦合仿真[J]. 王麗麗,李舜酩,賴少將,聞靜. 應用力學學報. 2016(06)
[6]鋁硅聚苯酯封嚴涂層抗熱沖擊性能的數(shù)值模擬研究[J]. 張俊紅,魯鑫,何振鵬,王志平. 機械科學與技術. 2016(08)
[7]鋁硅聚苯酯涂層熱穩(wěn)定性及與鈦合金葉片對磨刮削可磨耗性研究[J]. 程旭瑩,劉建明,章德銘,沈婕,劉通. 熱噴涂技術. 2016(01)
[8]NiCrAlYSi/h-BN高溫可磨耗封嚴涂層摩擦磨損性能研究[J]. 運廣濤,李其連,程旭東. 表面技術. 2016(02)
[9]考慮多葉片-機匣多點變形轉靜碰摩模型的機匣響應特征與驗證[J]. 王海飛,陳果. 推進技術. 2016(01)
[10]航空發(fā)動機原理及進展研究[J]. 周賀,張志軒. 南方農機. 2015(10)
碩士論文
[1]基于劃痕法TiN涂層摩擦接觸失效機理研究[D]. 薛雷.湘潭大學 2015
[2]碰摩轉子系統(tǒng)非線性動力學行為研究[D]. 王胤鼎.重慶大學 2008
本文編號:3532062
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