一、航空发动机压气机叶片振动频率与温度的关系（论文文献综述）
闫斌斌[1]（2021）在《基于气路性能混合模型的燃气轮机叶片故障预警及诊断方法研究》文中指出叶片是燃气轮机的重要部件,长时间在较高的转速、温度、压力和负荷条件下工作,受空气中的杂质污染和腐蚀,发生故障的概率极高,故障模式如结垢、磨损、腐蚀和打伤等。叶片故障严重影响燃气轮机运行的稳定性、经济性和安全性。因此,开展燃机叶片故障诊断研究十分必要。本文主要从气路性能诊断方法出发,研究基于混合模型的燃气轮机叶片故障预警及诊断中的若干关键问题:1)同型号不同燃气轮机个性化差异对气路性能机理模型仿真精度存在影响;2)仅凭机理的建模方式难以适应燃气轮机气路性能的残余个性化差异;3)采用单一参数和固定阈值的燃气轮机叶片故障预警存在误警率和漏警率较高的问题;4)叶片故障诊断过程中存在模型精度有限和寻优算法易陷入局部最优等问题。开展的主要工作如下:建立了燃气轮机个性化气路性能机理模型。针对同型号不同燃气轮机部件特性图的个性化差异,改进了现有的部件通用解析解,同时提出基于粒子群算法的性能自适应方法,通过定义的更新因子实现了部件特性曲线形状的靶向控制,进而实现了部件解析解与实际部件特性的精准匹配。针对燃气轮机循环设计点与循环参考点之间的个性化差异,提出基于逆向迭代和遗传算法的循环参考点整定方法,实现了循环参考点的精准整定,提高了气路性能机理模型的准确性。部件特性曲线和循环参考点的自适应调整,明显降低了燃气轮机实际性能与气路性能机理模型之间的个性化差异。通过燃气轮机现场实测数据验证了该方法的有效性。提出了两类燃气轮机气路性能混合驱动模型构建方法。针对某些燃气轮机循环参考点和部件特性曲线难以获取的问题,提出一种结合燃气轮机机理的气路性能混合模型构建方法,并定义为第一类混合模型。该方法面向燃气轮机部件单元体构建混合模型,其中神经网络结构、神经元数量和激活函数的选定分别参考燃气轮机模块化划分、截面热力参数数量以及部件非线性程度。针对循环参考点和部件特性曲线可用,但气路性能机理模型和燃气轮机实际性能之间仍存在残余个性化差异的情况,提出了一种基于径向基神经网络误差补偿的混合模型,并定义为第二类混合模型。该方法以机理模型为基础,通过径向基神经网络补偿残余个性化差异造成的误差。通过在役燃气轮机实测数据验证了该方法的有效性。建立了基于宽频振动和混合模型的燃气轮机叶片故障预警方法。由于采用单一参数和固定阈值的叶片故障预警易出现误报率和漏报率较高的问题,故提出了一种基于多参数的燃气轮机叶片故障变工况预警方法。首先基于宽频振动信号提取偏离特征参数,同时基于气路性能信号提取降级特征参数;其次研究特征参数的阈值设定方法,考虑变工况对阈值设定的影响,建立了叶片故障的3级预警规则。最后通过燃气轮机实际故障案例验证了该方法的有效性。研究了基于混合模型的燃气轮机叶片故障诊断方法。针对非线性气路故障诊断的优化算法易陷入局部最优的问题,建立了基于改进粒子群算法和混合模型的非线性叶片故障诊断模型。以实测数据为目标,通过气路性能混合模型的自适应调整确定部件性能降级量,进而识别燃气轮机叶片的故障模式。针对燃气轮机部件特性曲线和循环参考点难以获取的场合,基于测量参数进行叶片故障诊断,而该方法仅对叶片单一故障的诊断精度较高,对于多种叶片故障同时发生的场合诊断精度较低,因此研究了基于SVM和第一类混合模型的叶片单一故障诊断方法。在上述模型基础上,提出了基于改进相似度算法的叶片自动诊断方法,可自动识别叶片故障类型。通过燃气轮机叶片故障实测数据验证了该方法的有效性。本文的研究成果可以补充和拓展目前的叶片故障预警和诊断理论,同时为相关理论在工程实践中的应用提供参考。
李存程[2]（2021）在《压气机叶片气动弹性响应及稳定性分析方法研究》文中指出压气机叶片作为航空发动机中重要的零部件,对飞行安全以及整台发动机的性能具有重要的意义。动叶片高速旋转时,由于气动力、惯性力及弹性力三者的综合作用,受力情况复杂,而一般的理论计算只适用于模型和受力较为简单的情形,对于叶片这种复杂外形和受力不均的情形下,数值计算能够在保证计算精度的情形下高效的完成问题的分析,所以,叶片的气动弹性数值模拟具有重要的工程意义。本文以航空发动机中的钛合金压气机叶片为研究对象,首先对目前国内外关于叶片的气动弹性问题研究进展进行了阐述;然后建立了气动弹性分析所用到的叶片物理模型,并对所应用的数学模型进行了概述;然后用ANSYS CFX软件对叶片所在流道内的流场特性进行了数值计算,并用标准算例对所选湍流模型和边界条件进行了验证;其次研究了叶片的气动弹性响应问题,主要对叶片进行了强度、振动模态和谐响应三方面的分析,并分析了预应力对叶片振动模态的影响;最后对叶片的气动弹性稳定性问题进行了研究,主要在能量法的基础上利用谐波平衡技术进行计算。本文主要研究工作和研究成果如下:（1）对消参后的叶片物理模型进行了逆向参数化处理,建立了文章计算过程中所需要的物理模型;对叶片气动弹性计算所需要的数学模型进行了详细描述与解释:包括流场分析所用到的三大守恒方程、状态方程和湍流模型,叶片结构分析所用到的牛顿结构动力学方程,以及两者耦合所用到的耦合方法。（2）研究了叶片所在流道内的流场特性,将Turbo Grid作为流场网格划分工具,并对所划分的网格做了无关性验证,计算了额定转速下（3600转/分）叶片不同进气流量下的特性,绘制了压比、等熵效率和相对质量流量之间的关系。分析结果表明,效率最高的工况所对应的质量流量处总压比并不是最高的,两者之间很难都达到一个最高的状态;最后通过用ROTOR67模型作为验证算例,研究了流场分析过程中所用的SST湍流模型的准确性,结果表明,SST湍流模型能够与实验数据保持相同的趋势。（3）研究了叶片的气动响应问题。对叶片进行了强度分析,并分析了气动载荷和离心载荷对叶片变形、应力大小与应力幅值位置的影响,分析结果表明考虑气动载荷作用时,叶片变形比不考虑气动载荷时要大0.44mm左右,但应力值小8.6MPa;对叶片进行模态分析发现:有预应力时的固有频率要比无预应力时的固有频率高,主要是因为预应力对叶片具有“刚化”的作用,但是叶片的各阶振型基本相同。绘制了预应力下的叶片共振图,结果表明,该叶片在工作状况下不会发生共振破坏。谐响应分析是基于模态振型叠加来计算,谐波激励力为气动载荷,将激励频率区间设置为0-1900Hz,并将其分为19份,每隔100Hz,施加一次激励。最后发现当激励频率和一阶固有频率接近时,叶片在Y方向的振动幅值最大,为1.1mm。（4）研究了叶片的气动弹性稳定性问题。主要分析了叶片的颤振情况。首先对颤振特征进行了研究,其次对颤振分析中所用到的计算方法进行了分析,并在能量法的基础上采用谐波平衡思想计算了非定常气动力对振动状态中的叶片所做的功,通过气动功计算气动阻尼。最后,分析了叶片前三阶模态下不同叶间相位角的气动阻尼大小,结果表明该叶片在额定转速工作时,不会发生颤振,具有气动弹稳定性。
牛燕[3]（2020）在《新型材料航空发动机压气机叶片扁壳结构的非线性振动研究》文中研究指明叶片是航空发动机的重要组成部分,叶片的性能直接影响着发动机的整机性能、可靠性和使用寿命。叶片实现气体动能、热能和压力能的相互转化,承载状况十分复杂,工作环境十分恶劣,叶片对气体做功的同时也会引起叶片的剧烈振动,极易产生大幅非线性振动,进而诱发重大安全事故。这些复杂的非线性动力学现象如果不能很好的控制和避免,会对叶片以及发动机造成严重的危害。因此,为了从理论和实际上指导和修正压气机叶片的设计,进而对叶片的振动进行抑制,利用先进的非线性动力学理论对高速旋转航空发动机压气机叶片进行非线性动力学建模和分析具有重要的科学意义和工程价值。本文考虑新型材料,将航空发动机压气机叶片简化为带扭转的旋转圆柱扁壳模型,并对其线性和非线性动力学特性进行研究。利用格林应变张量推导出系统的应变-位移关系,分别建立均质材料、功能梯度材料和石墨烯增强复合材料三种情况下旋转扭转圆柱扁壳的动力学方程,研究其线性振动和非线性振动。论文的具体研究内容如下:（1）考虑预安装角、预扭转角和变转速等因素,利用格林应变张量推导出旋转扭转圆柱扁壳的应变-位移关系。基于一阶剪切变形理论,利用Hamilton原理和Galerkin方法得到旋转扭转圆柱扁壳在冲击载荷或稳态激励作用下的非线性运动方程。首先研究了系统在四种冲击载荷作用下的瞬态响应,其次研究了稳态激励作用下,阻尼系数、预安装角和预扭转角对系统非线性动力学特性的影响。（2）旋转扭转圆柱扁壳的非线性运动方程存在线性刚度耦合,运用多尺度方法进行摄动分析,得到1:2内共振,两种主共振（一阶模态和二阶模态分别被激发）情况下的平均方程。研究了调谐参数、阻尼系数和激励幅值对系统幅-频响应曲线和分叉行为的影响。（3）考虑预安装角、预扭转角和变转速等因素,利用格林应变张量推导出旋转扭转功能梯度材料（FGM）圆柱扁壳的应变-位移关系。基于一阶剪切变形理论,利用Hamilton原理和Galerkin方法得到旋转扭转FGM圆柱扁壳在冲击载荷或稳态激励作用下的非线性动力学方程。首先研究了系统在四种冲击载荷作用下的瞬态响应,其次研究了稳态激励作用下,激励频率、温度和体积分数指数对系统非线性动力学特性的影响。（4）考虑石墨烯增强材料、预安装角、预扭转角和变转速等因素,利用格林应变张量推导出旋转扭转功能梯度石墨烯片增强复合（FG-GPLRC）圆柱扁壳的应变-位移关系。基于一阶剪切变形理论,利用Chebyshev-Ritz方法求解系统的固有频率和模态振型。研究了石墨烯片（GPL）分布类型、GPL重量分数、预安装角、预扭转角和转速对系统固有频率的影响。（5）基于Chebyshev-Ritz方法求得的模态振型,利用拉格朗日方法推导出旋转扭转FG-GPLRC圆柱扁壳的非线性运动方程。研究了科氏力、GPL分布类型、稳态转速和周期扰动转速幅值对系统非线性动力学特性的影响。（6）考虑石墨烯涂层和变厚度等因素,利用格林应变张量推导出具有石墨烯涂层的旋转扭转锥形复合圆柱扁壳的应变-位移关系。基于一阶剪切变形理论,利用Chebyshev-Ritz方法求解系统的固有频率和模态振型。研究了GPL重量分数、锥形比、长径比、预安装角、预扭转角和转速对系统固有频率的影响。
于琪琪[4]（2020）在《航空发动机压气机叶片氢致增塑行为与微动摩擦学特性研究》文中研究指明近年来,高性能航空发动机向着高推重比、低能耗方向不断发展,作为核心机之一的压气机需要通过大幅提高单级增压比、降低零部件重量等举措以满足其使用性能,致使对压气机叶片的材料、结构强度和制造工艺等方面提出更高的标准。TiAl合金凭借低密度、高比强度和优异的高温性能等优点,在航空工业领域表现出势不可挡的发展潜力。目前,大部分TiAl合金由于室温脆性差仍需要在高温条件下锻造成形,但是其热加工性能（变形温度高、流动应力大）和抗微动损伤性能较差等问题在一定程度上阻碍了TiAl合金在压气机叶片上的应用进程。有研究表明,置氢处理工艺可以改善TiAl合金热变形能力,但是由于该方法在国内起步较晚,发展尚未成熟,通过该方法改善叶片成形特性的研究较少。因此,本文基于氢致TiAl合金增塑行为,对TiAl合金叶片进行置氢处理,以改善其热机械加工成形性能,实现氢对TiAl合金塑性变形过程中变形温度和应变速率的精确调控;并在此基础上,对航发压气机TiAl合金叶片进行微动摩擦学特性研究及有限元仿真分析和优化设计,为TiAl合金材料在航空发动机叶片上的应用奠定基础。首先采用置氢处理工艺（固态置氢法）对压气机叶片材料Ti-45Al-9Nb合金进行置氢处理,利用超高分辨热场发射扫描电镜（SEM）、X射线衍射分析（XRD）和数显维氏硬度计等技术手段研究了氢影响TiAl合金叶片室温微观组织演化及硬度变化的规律。分析结果表明,氢可细化合金片层间距,促进合金内部组织α2→γ相及α2→B2相转变。此外,置氢合金的室温显微硬度相较于未置氢合金得到明显提高。然后,对未置氢与置氢Ti-45Al-9Nb合金在不同高温拉伸变形条件下的力学行为和微观组织演变规律进行深入分析,并分别建立它们的高温变形本构方程。结果表明,在相同的应变速率和变形温度下,与未置氢合金相比,置氢合金流动应力出现显着下降,即发生了氢致软化现象,并且在低应变速率和高变形温度下软化效果更加显着,当变形条件为1150℃/0.0004s-1时,氢致峰值应力下降率最大达到16.28%;氢致合金软化机制主要通过氢加剧了原子扩散运动,促进位错运动,进而促进合金层片发生弯曲变形、粗化、分解和碎化,从而使合金的动态再结晶提前发生。另外,氢降低了TiAl合金的热变形激活能,有助于改善其热塑性成形性能;接着,以高温拉伸变形后的未置氢和置氢Ti-45Al-9Nb合金为研究对象,采用球-盘点接触方式模拟叶片榫头与轮盘榫槽接触界面处的微动摩擦磨损特性。通过研究试样在不同法向载荷（Fn）和位移幅值（D）下切向微动磨损的运行行为和表面微观形貌,揭示了它们的磨损机理及置氢处理对其耐微动磨损性能的影响。结果表明,未置氢和置氢合金的微动运行区域均存在部分滑移区、混合区和滑移区,而且通过微动运行工况图发现置氢变形后的TiAl合金其混合区的区域范围向低法向载荷和大位移幅值方向偏移,滑移区的区域范围明显变窄,而部分滑移区的区域范围明显变宽。另外,与未置氢合金相比,置氢合金的平均摩擦系数和最大磨痕深度较低,而且其磨损机理主要以粘着磨损和磨粒磨损为主,而氧化磨损并不明显。总之,置氢处理显着改善了TiAl合金的耐微动磨损性能。最后,通过ANSYS Workbench构建了压气机叶片流固耦合仿真有限元分析计算平台,即对在离心力和气动压力共同作用下的压气机叶片进行了流体-结构一体化的有限元仿真。结果发现,在叶片榫部和叶根的过渡连接处出现了较为严重的应力集中现象,并且最大变形位移量发生在叶尖部位,其最大等效应力和变形位移值分别是357.38MPa和9.14mm。随后,根据仿真结果对叶片结构进行优化设计,使最大等效应力和变形位移分别降低了37.51%和40.04%,且叶片表面并没有应力集中现象,最大变形位移分布也有所减小。另外,通过约束模态分析方法研究了结构优化叶片的固有频率和相对应振动形式,发现叶片前六阶的激励频率很好的避开了各阶的固有频率,从而避免产生共振现象。
揭晓博[5]（2020）在《航空发动机整体叶盘的非线性动力学研究》文中提出在不同的工程领域中,航空发动机的核心部件都是以变转速旋转的叶片。尤其是在涡轮发动机和涡轮机械中,以变转速旋转的叶片的振动问题始终是航空发动机设计人员关心的问题。在轻量化和满足发动机寿命的前提下,航空发动机性能的提高就要求转子叶片的振动保持在较低的水平。如果转子叶片的振幅不能被有效抑制在可以接受的水平之下,那么振动就会导致涡轮发动机的疲劳失效。更深入的实践也表明,特定的重要的航空发动机设计问题同样也需要对转子叶片的结构动力学特性有透彻的理解。在相当多的工程问题中,变转速悬臂圆锥壳模型被越来越多地应用。变转速悬臂圆锥壳的动力学行为对于分析航空发动机叶片的振动问题至关重要。在不同激励下的非线性动力学特性对于整个航空器的安全性和高效率尤其关键。本论文的主要内容是关注于航空发动机整体叶盘的非线性动力学特性,综合应用理论分析和数值模拟方法进行研究。具体研究内容如下:在第一部分中,建立了分析模型用来研究变转速和变厚度的压气机叶片的非线性动力学响应。变转速叶片被简化为一个带有预扭转角的薄壁旋转悬臂变厚度圆锥壳。根据一阶剪切变形理论、von Karman非线性关系和Hamilton原理,导出了叶片振动的偏微分控制方程。使用Galerkin方法得到了圆锥壳振动的常微分控制方程。利用多尺度法,推导了在1:3内共振下的八维平均方程。用数值模拟方法,研究了在不同转速和外界激励作用下的带有预扭转角的薄壁旋转悬臂变厚度圆锥壳,得到了幅频响应曲线、分叉图、相图、波形图和功率谱密度（PSD）。在第二部分中,带有两个叶片的旋转整体叶盘被简化为带有两个弹簧-旋转圆锥壳的系统。在建立模型的过程中,考虑了预安装角、预扭转角和变叶片厚度所带来的影响。根据一阶剪切变形理论、von Karman非线性关系和Hamilton原理,导出了系统振动的偏微分控制方程。使用Galerkin方法得到了整体叶盘振动的常微分控制方程。利用多尺度法,推导了在1:3内共振下的十六维平均方程。用数值模拟方法,得到了幅频响应曲线、分叉图、相图、波形图和功率谱密度（PSD）。在第三部分中,带有四个叶片的旋转整体叶盘被简化为带有四个弹簧-旋转圆锥壳的系统。在建立模型的过程中,考虑了预安装角、预扭转角和变叶片厚度所带来的影响。根据一阶剪切变形理论、von Karman非线性关系和Hamilton原理,导出了系统振动的偏微分控制方程。使用Galerkin方法得到了整体叶盘振动的常微分控制方程。利用多尺度法,推导了在1:3内共振下的三十二维平均方程。用数值模拟方法,得到了幅频响应曲线、分叉图、相图、波形图和功率谱密度（PSD）。
张露[6]（2020）在《高压压气机转子叶片振动特性及疲劳性能分析》文中研究说明压气机是以叶片为主要工作部件,通过转子轴带动转子叶片高速旋转,对流道内气体做功,将输入的机械能转化为气体内能,输出高温高压气体的一种叶轮机械。转子叶片是主要的做功部件,承受着很高的离心力、流体产生的气动力和来自机器其它部件的激振力,很容易发生故障。转子叶片的故障有裂纹、凹坑、豁口、缺角、掉块、断裂等,其中掉块与断裂的危害尤为严重。由于转子叶片处于高速旋转的工作环境中,掉块或断裂可能会沿切线飞出,击穿机匣,或者打伤同级或后级叶片,造成二次损伤,甚至切开油路导致起火,严重影响压气机正常运行。某燃机高压压气机末级叶片在运行过程中多次发生掉块故障,本文通过有限元分析对该叶片进行了系统的强度与振动特性分析,结合燃机实际运行情况,确定叶片所受周期性激振力,绘制了坎贝尔图,发现工作转速下该级叶片受到前面一级静叶的尾流激励引发双扭复合共振,造成叶片尾缘顶部断裂风险增加。为避免叶片掉角问题的发生,本文提出缺角加工的方案,并通过有限元分析进行了验证。对缺角叶片与不缺角叶片,施加相同的激振力对两种叶片进行频率响应分析,发现削角后叶片振动时最大振幅比故障叶片大,但是最大Von-Mises应力较故障叶片小。总之,工作转速下叶片可能会发生双扭复合共振,削角之后叶片在危险激励下最大振动应力相对减小。为提高叶片振动疲劳强度,工程上常采用叶片表面喷丸处理的方式。本文通过未喷丸和喷丸后叶片进行振动疲劳强度试验探究了叶片疲劳性能的改善效果。本试验主要对比了一阶横向弯曲振动下的疲劳寿命。通过S-N曲线发现在1×106循环基数左右的中寿命区未喷丸和喷丸处理后的叶片能够承受的最大应力水平相当,为740MPa左右。发现在长寿命区,与未喷丸叶片相比,喷丸处理的叶片能够承受更高的应力水平,且随着循环数提高,两者差值越来越大,在2×107循环基数下,喷丸处理的叶片中值疲劳强度比未喷丸叶片提高35.8%。由于喷丸处理后残余压应力的影响使得叶片抗弯能力提高,叶片振动疲劳强度有很大提高。综上,针对某燃机末级叶片实际工作中的掉角情况,本文对该叶片进行了系统的强度与振动特性分析,确定了叶片掉角是因为前面一级静叶的尾流激励引发高阶（双扭复合振型）共振造成叶尖尾缘疲劳断裂,提出了去角以避免断裂的方案并通过有限元分析进行了验证。为进一步提高叶片的疲劳寿命,本文通过实验研究了喷丸对叶片疲劳强度的影响,发现叶身表面的喷丸处理能够显着提高叶身的疲劳强度,为工程实践提供了有力支撑。
黄程[7]（2020）在《航空压气机叶片抛光振动特性分析》文中研究说明叶片是航空发动机的重要零件,航空发动机的性能很大程度取决于叶片型面的设计制造水平,所以叶片又被称为“工业皇冠上的明珠”。由于叶片是典型的自由曲面零件,抛光型面曲率变化大且无规律,实现自动化抛光难度较大,目前仍然主要以人工打磨抛光为主。2017年,空客和波音公司飞机订单达到2021架,需要组装大量叶片,开展自动化叶片抛光的研究具有现实意义和价值,叶片在抛光过程中必然会产生振动,振动会导致抛光表面纹理不均甚至出现鱼鳞状波纹,研究叶片的振动特性对于自动化抛光的发展有促进作用。本文以某型号压气机叶片为研究对象,综合开展了叶片逆向建模、基于Ansys Workbench的叶片模态仿真分析、基于锤击法的叶片模态分析实验、压气机叶片抛光过程振动特性分析、压气机叶片抛光过程优化。主要内容如下:基于逆向工程、曲面重构理论对现有的压气机叶片进行三维扫描,利用天远三维扫描仪获取点云数据,得到叶片的三维模型。根据叶片三维模型与实际叶片模型进行尺寸对比并进行误差分析,证明所得叶片三维模型符合研究要求。基于结构动力学理论,对压气机叶片夹持状态下进行了模态分析并得到压气机叶片的固有频率和振型。利用LMS振动测试设备对叶片进行模态实验,得到压气机叶片的固有频率,阻尼比。通过阻尼比验证实验的准确性,通过与有限元仿真结果的对比验证有限元模态分析所得结果是正确的。在模态分析的基础上进行谐响应分析,分析外界激振力影响下叶片的共振频率变化,优化电机转速。搭建砂带抛光系统,利用LMS振动测试设备和激光位移传感器分析叶片抛光过程中的振动特性。通过改变夹持状态下的夹紧力测试叶片的振动情况,得出26 N状态下最佳,并优化夹持方式,对比改变前后振动情况,研究不同的抛光速度下,抛光的效果差距,利用超景深三维扫描仪扫描叶片抛光后的抛光效果,研究发现不同区域下,叶片抛光的最佳转速不同。对叶片不同区域进行高倍镜扫描,得到表面形貌数据,对比分析验证上诉方法优化有效。提出抛光中振动产生的原因,并提出解决方法。
邱磊[8]（2020）在《发动机叶片表面的机器人精密磨削加工》文中认为航空发动机叶片的叶形面质量对于发动机整机性能具有重要影响,复杂的叶片叶型设计满足了对叶片的空气动力学要求的不断提升,也给叶片加工制造带来了很大困难。专用的叶片数控磨削机床的使用提高了叶片加工的效率和精度,但由于叶片种类繁多,且大多数处于不断改进和变化,专用叶片数控磨床尚很难适应所有的叶片磨削加工。关节型机器人用于航空发动机叶片的加工,已引起领域内的重视,鉴于应用机器人进行叶片表面磨削,具有一定的技术优势,因此,具有很好的发展前景。本文面向航空发动机叶片制造技术发展需求,开展航空发动机叶片机器人精密磨削加工相关理论和关键技术研究,主要研究内容和成果如下。（1）基于表面粗糙度模型理论描述发动机叶片的表面质量、表面的微观形貌特征,通过数值模拟的方法,对某型叶片的平面叶栅进行流场分析,设置不同的叶片与气流交界面的壁面函数,获得若干组计算结果,与光滑表面的叶片流场模拟值进行比较,得到兼顾叶片性能和经济效益的表面粗糙度值。根据叶片成型的原理和叶片积叠面的几何特点,对叶片的加工误差进行研究,分析这些误差存在的形式和所处位置,指出加工方法的不足成为误差来源的可能性。选取某航空发动机第二级压气机基元级的平面叶栅作为研究对象,通过数值计算的方法,定量分析了各种误差所造成的负面影响。（2）研究基于机器人对叶片进行分区域磨削加工的技术方法,利用机器人执行端拟合叶片的复杂表面,以完成叶片毛坯的磨削。使用样条曲线拟合叶片毛坯的轮廓曲线,并根据叶片截面轮廓曲率判断被加工区域的属性,以此划分加工区域。研究机器人夹持磨削工具或夹持叶片工件的工作模式,针对不同特点的叶片和不同的加工需求,提出了四种基于机器人的叶片表面磨削方案及其机器人的布置方案。对基于机器人的叶片表面磨削加工的空间曲面拟合、路径规划技术进行了实验验证。（3）从宏观尺度和微观尺度两方面对叶片表面磨削中的接触形态和接触力展开研究。在宏观方面,提出基于接触理论的叶片表面与磨削工具的接触模型;在微观方面,选取带有铣削纹理的叶片表面微元和粘附有磨粒颗粒群的磨削工具微元进行研究,从理论上建立了相关数学模型,且使用数值模拟方法对接触力进行了仿真分析。研究磨粒群颗粒的行为特点,用剪胀理论阐述磨削过程中磨粒群的受力和变形、逃逸失效等行为,建立了磨粒颗粒的接触力传递模型,并进行了仿真分析。建立了砂带机接触轮与叶片表面接触力的测量装置,基于机器人夹持小型砂带机、变位器夹持叶片工作模式进行了叶片磨削实验。（4）针对长时间加工叶片的磨削工具,研究其磨粒对材料去除能力的衰减因素,以保证叶片表面质量的一致性。依据磨粒的磨损程度确定磨削工具的寿命,将磨粒的磨损进程分为三个阶段,分别对三个阶段的磨粒磨削能力进行了数值模拟分析,将仿真获得的数值代入参数模型,计算出模型所预测的参数,通过实验获取实测参数值,并与仿真值进行对比,评估参数模型的稳定性和准确度。
张晓光[9]（2019）在《轴流压气机叶片振动特性试验研究》文中研究表明轴流式叶片是压气机、涡轮、风扇等结构中最重要的零件,叶片的振动特性一直是研究人员无法回避的问题,工程上一般采用有限元分析或模态试验来获取叶片的振动特性,其中叶片的模态试验是研发设计过程中必不可少的一环。对于叶片模态试验的共振法,需要设计出可靠的振动夹具以连接振动台和叶片,叶片振动夹具设计的好坏关乎到叶片模态试验结果的准确性和可靠性,因此,必须对振动夹具精心设计,使共振试验可以准确地表征叶片的振动特性。本文以某航空发动机压气机短叶片作为研究对象,基于电动振动台,设计了该短叶片的专用振动夹具,并根据实际情况,采用不同的测试方法,最终得到了较为准确的结果,确定了叶片的固有频率、振型、应变分布情况。本文主要内容如下:（1）根据振动夹具设计的相关理论,设计应用于航空发动机压气机叶片的专用夹具,确定振动夹具的材料、连接方式等,由叶片的结构和试验要求设计出振动夹具的结构、尺寸。并基于Tosca优化软件,对振动夹具进行拓扑优化,提高振动夹具的一阶固有频率。最终振动夹具的一阶固有频率达叶片试验频率要求,用于测量叶片的前四阶模态。（2）基于Abaqus有限元分析软件,考虑螺栓预紧力和接触摩擦对装配体振动特性的影响,对振动夹具和叶片的装配模型进行了静力分析、模态分析。分析结果表明,该振动夹具的设计可以较准确地实现叶片的各阶模态试验测试,为后续的试验提供必要的指导。（3）加工所设计的振动夹具和叶片简化模型,基于电动振动试验系统,进行叶片模态试验。在试验中,通过激光位移感应器测量叶片前三阶固有频率,采用砂型法测出了叶片前四阶振型,采用应变电测法测量了叶片在共振状态下应变的相对分布情况。将试验结果与有限元分析结果进行比较,采用的振动夹具和测试方法可以得到合理的叶片模态频率、振型、应变分布情况,可为轴流压气机短叶片的振动特性（静频）批量试验提供参考。
施晓萌[10]（2019）在《航空叶片用钛合金外物损伤、组织变化及其疲劳特性》文中认为航空发动机工作时,在高频振动应力作用下的风扇和压气机叶片容易受到随气流进入的硬质颗粒的撞击,形成外物损伤（FOD）。在交变载荷的反复作用下,疲劳裂纹容易萌生并快速扩展,导致叶片断裂失效,引起严重的飞行事故。本文通过空气炮采用不同直径钢球（Φ1、Φ2、Φ3和Φ4 mm）分别以不同冲击速度（200、250、300和350 m/s）对叶片用钛合金平板试样和模拟叶片进行外物损伤模拟试验,研究了钛合金材料在外物高速冲击下的损伤凹坑和显微组织变化,尤其是绝热剪切带的产生情况。采用步进法对外物损伤模拟叶片进行高周弯曲振动疲劳试验,研究其在不同外物损伤下的疲劳强度、疲劳裂纹萌生、扩展及其与绝热剪切带之间的关系。本研究为制定叶片损伤评价准则提供理论依据和数据支持,对抗外物损伤叶片的设计和外物损伤叶片的维修具有重要的工程意义。研究结果表明:（1）TC4钛合金平板试样受外物钢球的高速冲击,均造成表面凹坑损伤。随着钢球直径Φ和冲击速度ν的增大,其损伤凹坑的大小D和深度H均呈现增大的趋势。损伤凹坑存在擦伤、材料流变、材料丢失、剪切滑移等特征,甚至出现微小裂纹。（2）TC4钛合金材料受外物钢球高速冲击,因其变形极度不均匀性,均会产生绝热剪切带,造成其微观结构损伤。绝热剪切带主要分布在损伤凹坑边缘,几乎不出现在损伤凹坑底部,且与钢球冲击方向成45°角。随着钢球直径Φ和冲击速度ν的增大,绝热剪切带的数量、宽度和分叉倾向也随之增大。绝热剪切带的存在与损伤凹坑深度H有关,当损伤凹坑深度H大于约180μm时,其显微组织中一般存在绝热剪切带。（3）TC17钛合金模拟叶片在钢球高速冲击下造成损伤缺口。随着钢球直径Φ和冲击速度ν的增大,其损伤凹坑的宽度L1和深度L2均呈现增大的趋势。损伤缺口边缘存在材料折叠、材料流变、材料丢失和微小裂纹的特征。（4）外物损伤对叶片的疲劳强度有重要的影响。相较于冲击速度ν,钢球直径Φ对试样疲劳强度的影响更大。Φ3 mm钢球以不同速度冲击损伤试样的疲劳强度约为200 MPa,而Φ4mm钢球以不同速度冲击损伤试样的疲劳强度约为150 MPa。（5）外物损伤叶片在高周弯曲振动应力下的断裂表现出脆性解理特征,冲击造成的绝热剪切带是叶片疲劳失效的一个重要因素。部分疲劳断口的裂纹源处明显可见绝热剪切带,在裂纹扩展区有河流花样和疲劳弧线等宏观特征,以及解理台阶、脆性疲劳条带和二次裂纹等微观特征。
二、航空发动机压气机叶片振动频率与温度的关系（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、航空发动机压气机叶片振动频率与温度的关系（论文提纲范文）
（1）基于气路性能混合模型的燃气轮机叶片故障预警及诊断方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外相关研究进展 |
| 1.2.1 气路性能机理模型研究进展 |
| 1.2.2 气路性能混合模型研究进展 |
| 1.2.3 叶片故障预警研究进展 |
| 1.2.4 叶片故障诊断研究进展 |
| 1.3 当前研究趋势及需要解决的关键问题 |
| 1.3.1 当前研究趋势 |
| 1.3.2 需要解决的关键问题 |
| 1.4 本文研究内容及结构安排 |
| 第二章 燃气轮机个性化气路性能机理模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 燃气轮机通用气路性能机理模型 |
| 2.2.1 部件数学模型 |
| 2.2.2 稳态数学模型 |
| 2.2.3 动态数学模型 |
| 2.3 燃气轮机部件特性曲线自适应 |
| 2.3.1 部件特性通用解析解 |
| 2.3.2 更新因子提取及灵敏度分析 |
| 2.3.3 改进粒子群优化算法 |
| 2.3.4 通用解析解自适应方法 |
| 2.3.5 方法验证 |
| 2.4 燃气轮机循环参考点整定 |
| 2.4.1 循环参考点 |
| 2.4.2 循环参考点逆向迭代求解理论 |
| 2.4.3 循环参考点整定方法 |
| 2.4.4 验证案例描述 |
| 2.4.5 方法评估与验证分析 |
| 2.5 燃气轮机个性化气路性能机理模型应用 |
| 2.5.1 燃气轮机及其气路测试参数概述 |
| 2.5.2 个性化稳态气路性能机理模型及应用 |
| 2.5.3 个性化动态气路性能机理模型及应用 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 燃气轮机气路性能混合驱动模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 燃气轮机气路性能数据驱动模型 |
| 3.2.1 多层感知机理论 |
| 3.2.2 燃气轮机气路性能数据驱动模型构建方法 |
| 3.2.3 方法验证 |
| 3.3 面向单元体的燃气轮机气路性能混合模型 |
| 3.3.1 面向对象与燃气轮机气路性能仿真 |
| 3.3.2 面向单元体的气路性能混合模型构建方法 |
| 3.3.3 方法验证 |
| 3.4 基于径向基神经网络误差补偿的混合模型 |
| 3.4.1 径向基神经网络 |
| 3.4.2 基于径向基神经网络的误差补偿方法 |
| 3.4.3 方法评估与对比验证 |
| 3.5 气路性能混合模型应用实例 |
| 3.5.1 应用案例1 |
| 3.5.2 应用案例2 |
| 3.5.3 应用案例3 |
| 3.5.4 应用案例4 |
| 3.5.5 案例对比分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于宽频振动和混合模型的燃气轮机叶片故障预警 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 宽频振动信号特征提取 |
| 4.2.1 宽频振动信号测试 |
| 4.2.2 宽频振动信号特征提取方法 |
| 4.2.3 各部件宽频振动信号特征 |
| 4.3 气路性能信号特征提取 |
| 4.3.1 压气机气路性能信号特征 |
| 4.3.2 燃气涡轮气路性能信号特征 |
| 4.3.3 动力涡轮气路性能信号特征 |
| 4.4 基于宽频振动和混合模型的叶片故障预警方法 |
| 4.4.1 报警阈值 |
| 4.4.2 叶片故障特征阈值设定方法 |
| 4.4.3 叶片故障预警方法 |
| 4.5 方法应用案例 |
| 4.5.1 叶片报警阈值生成 |
| 4.5.2 预警方法验证 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 基于混合模型的燃气轮机叶片故障诊断 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 燃气轮机叶片故障 |
| 5.2.1 典型叶片故障 |
| 5.2.2 燃气轮机叶片故障判据 |
| 5.3 基于改进粒子群和混合模型的燃气轮机叶片故障诊断 |
| 5.3.1 非线性气路分析法 |
| 5.3.2 比折合参数表征的叶片健康参数 |
| 5.3.3 基于改进粒子群和混合模型的叶片故障诊断方法 |
| 5.3.4 方法验证及实际应用案例 |
| 5.4 基于SVM和混合模型的燃气轮机叶片故障诊断 |
| 5.4.1 支持向量机 |
| 5.4.2 基于混合模型的叶片故障模拟 |
| 5.4.3 基于SVM和混合模型的叶片故障诊断方法 |
| 5.4.4 方法评估及实际应用案例 |
| 5.5 燃气轮机叶片故障自动诊断方法 |
| 5.5.1 模式识别理论 |
| 5.5.2 叶片故障模式相似度分析 |
| 5.5.3 基于改进相似度的自动诊断方法 |
| 5.5.4 应用案例 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 论文主要研究成果 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 研究成果及发表的学术论文 |
| 作者和导师简介 |
| 附件 |
（2）压气机叶片气动弹性响应及稳定性分析方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 课题研究的意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 叶片结构静强度研究进展 |
| 1.3.2 叶片结构气动弹性响应问题研究进展 |
| 1.3.3 叶片颤振问题研究进展 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 叶片气动弹性分析模型及方法 |
| 2.1 叶片物理模型参数化 |
| 2.2 计算流体动力学数理模型 |
| 2.2.1 质量守恒控制方程 |
| 2.2.2 动量守恒控制方程 |
| 2.2.3 能量守恒控制方程 |
| 2.2.4 状态方程 |
| 2.3 湍流模型 |
| 2.4 计算固体力学数理模型 |
| 2.5 流固耦合分析方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 叶片流场稳态数值模拟 |
| 3.1 流场离散化 |
| 3.2 流场网格无关性验证 |
| 3.3 稳态三维气动计算 |
| 3.3.1 边界条件 |
| 3.3.2 求解设置 |
| 3.3.3 计算结果分析 |
| 3.4 验证算例 |
| 3.4.1 物理模型 |
| 3.4.2 计算域和边界条件 |
| 3.4.3 数值计算结果与试验结果对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 叶片气动弹性响应研究 |
| 4.1 叶片强度分析 |
| 4.1.1 边界条件设置 |
| 4.1.2 叶片模型离散化 |
| 4.1.3 气动载荷对叶片强度的影响 |
| 4.2 预应力对模态分析的影响 |
| 4.3 共振判断 |
| 4.4 谐响应分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 叶片颤振分析 |
| 5.1 颤振特征 |
| 5.2 颤振分析方法 |
| 5.2.1 叶间相位角 |
| 5.2.2 能量法 |
| 5.2.3 气动阻尼计算 |
| 5.3 不同叶间相位角下的颤振计算 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士研究生期间发表论文及参与科研情况 |
| 1 攻读硕士研究生期间发表论文 |
| 2 攻读硕士研究生期间参与的科研工作 |
| 致谢 |
（3）新型材料航空发动机压气机叶片扁壳结构的非线性振动研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和研究意义 |
| 1.2 叶片构型的动力学研究现状 |
| 1.2.1 旋转叶片梁结构的动力学研究现状 |
| 1.2.2 旋转叶片板结构的动力学研究现状 |
| 1.2.3 旋转叶片扁壳结构的动力学研究现状 |
| 1.2.4 旋转叶片变截面结构的动力学研究现状 |
| 1.3 叶片材料的动力学研究现状 |
| 1.3.1 功能梯度材料结构的动力学研究现状 |
| 1.3.2 石墨烯增强复合结构的动力学研究现状 |
| 1.4 研究进展和存在的不足 |
| 1.5 课题来源 |
| 1.6 本文研究内容 |
| 第2章 带扭转的旋转圆柱扁壳建模及振动响应研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 旋转扭转圆柱扁壳运动控制方程 |
| 2.2.1 冲击载荷作用下的运动控制方程 |
| 2.2.2 稳态激励作用下的运动控制方程 |
| 2.3 数值结果 |
| 2.3.1 非线性瞬态动力学响应 |
| 2.3.2 非线性稳态动力学响应 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 带扭转的旋转圆柱扁壳1:2内共振研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 旋转扭转圆柱扁壳非线性常微分方程 |
| 3.3 摄动分析 |
| 3.3.1 主共振二阶模态被激发 |
| 3.3.2 主共振一阶模态被激发 |
| 3.4 幅-频响应和力-幅响应特性 |
| 3.5 分叉和混沌动力学 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 带扭转的旋转功能梯度圆柱扁壳振动响应研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 旋转扭转功能梯度圆柱扁壳运动控制方程 |
| 4.2.1 冲击载荷作用下的运动控制方程 |
| 4.2.2 稳态激励作用下的运动控制方程 |
| 4.3 数值结果 |
| 4.3.1 非线性瞬态动力学响应 |
| 4.3.2 非线性稳态动力学响应 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 旋转扭转石墨烯增强复合圆柱扁壳线性自由振动研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 旋转扭转石墨烯增强复合圆柱扁壳动力学建模 |
| 5.3 频率求解 |
| 5.4 对比验证 |
| 5.5 固有频率和模态振型 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 旋转扭转石墨烯增强复合圆柱扁壳非线性振动响应研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 旋转扭转石墨烯增强复合圆柱扁壳非线性常微分方程 |
| 6.3 数值结果 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 变厚度下石墨烯涂层旋转扭转复合圆柱扁壳线性自由振动研究 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 石墨烯涂层旋转扭转变厚度圆柱扁壳动力学建模 |
| 7.3 频率求解 |
| 7.4 对比验证 |
| 7.5 固有频率和模态振型 |
| 7.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 攻读博士学位期间所发表的学术论文 |
| 致谢 |
（4）航空发动机压气机叶片氢致增塑行为与微动摩擦学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题背景及意义 |
| 1.2 TiAl合金研究概况 |
| 1.2.1 TiAl合金的发展现状 |
| 1.2.2 TiAl合金的晶体结构及组织控制 |
| 1.3 氢致TiAl合金增塑行为研究现状 |
| 1.3.1 置氢处理工艺 |
| 1.3.2 置氢对TiAl合金高温塑性变形能力的影响 |
| 1.3.3 置氢对TiAl合金微观组织结构的影响 |
| 1.4 微动摩擦学特性研究 |
| 1.4.1 微动摩擦学概述 |
| 1.4.2 航空发动机压气机叶片材料的微动磨损行为研究现状 |
| 1.5 研究内容 |
| 1.6 技术路线 |
| 第二章 航发压气机叶片用置氢TiAl合金室温组织性能 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料与方法 |
| 2.2.1 实验材料 |
| 2.2.2 固态置氢处理 |
| 2.2.3 微观组织分析 |
| 2.2.4 室温显微硬度测试 |
| 2.3 氢对合金室温组织的影响 |
| 2.4 氢对合金显微硬度的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 航发压气机叶片用置氢Ti-45Al-9Nb合金高温变形行为及组织演变规律 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试验过程 |
| 3.3 置氢Ti-45Al-9Nb合金高温变形力学行为 |
| 3.3.1 Ti-45Al-9Nb合金真实应力-应变曲线特征分析 |
| 3.3.2 应变速率对流动应力的影响 |
| 3.3.3 变形温度对流动应力的影响 |
| 3.4 Ti-45Al-9Nb合金高温变形本构方程 |
| 3.5 置氢Ti-45Al-9Nb合金高温变形组织演变规律 |
| 3.5.1 氢对组织演变规律的影响 |
| 3.5.2 应变速率对组织演变规律的影响 |
| 3.5.3 变形温度对组织演变规律的影响 |
| 3.6 置氢TiAl合金裂纹扩展机制研究 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 航发压气机叶片微动摩擦学特性 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 微动摩擦磨损试验 |
| 4.3 未置氢与置氢Ti-45Al-9Nb合金切向微动磨损的运行行为 |
| 4.3.1 摩擦力-位移幅值曲线 |
| 4.3.2 运行工况微动图 |
| 4.3.3 微动摩擦系数 |
| 4.4 切向微动磨损表面形貌 |
| 4.4.1 磨痕深度 |
| 4.4.2 未置氢与置氢Ti-45Al-9Nb合金微动表面磨损形貌 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 航发压气机叶片有限元仿真分析及其结构优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 流固耦合仿真分析原理 |
| 5.2.1 流体控制方程 |
| 5.2.2 固体控制方程 |
| 5.2.3 流固耦合控制方程 |
| 5.2.4 湍流模型 |
| 5.3 压气机叶片三维几何模型 |
| 5.3.1 压气机叶片及轮盘固体域建模 |
| 5.3.2 压气机叶片外流体域几何建模 |
| 5.4 流固耦合计算平台搭建 |
| 5.5 流固耦合仿真分析 |
| 5.5.1 气动流场仿真分析 |
| 5.5.2 结构强度分析 |
| 5.6 流固耦合计算结果及分析 |
| 5.6.1 叶片等效应力和变形位移结果分析 |
| 5.6.2 叶片优化设计及结果分析 |
| 5.7 叶片模态分析 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
（5）航空发动机整体叶盘的非线性动力学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题的研究意义 |
| 1.3 压气机叶片的振动研究现状 |
| 1.4 航空发动机整体叶盘的振动研究现状 |
| 1.5 壳的动力学研究现状 |
| 1.6 论文的研究内容 |
| 第2章 变转速旋转叶片的动力学建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 叶片非线性动力学方程的建立 |
| 2.3 偏微分形式动力学方程的离散 |
| 2.4 无量纲化 |
| 2.5 频率分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 变转速旋转叶片的非线性动力学分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 摄动分析 |
| 3.3 数值结果与分析 |
| 3.3.1 幅频响应曲线 |
| 3.3.2 扰动转速对系统非线性动力学现象的影响 |
| 3.3.3 扰动力对系统非线性动力学现象的影响 |
| 3.3.4 扰动扭矩对系统非线性动力学现象的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 变转速双旋转叶片整体叶盘的建模 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 变转速双旋转叶片整体叶盘的动力学方程的建立 |
| 4.3 偏微分形式动力学方程的离散 |
| 4.4 无量纲化 |
| 4.5 频率分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 变转速双旋转叶片整体叶盘的非线性动力学分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 摄动分析 |
| 5.3 数值结果与分析 |
| 5.3.1 幅频响应曲线 |
| 5.3.2 扰动转速对系统非线性动力学现象的影响 |
| 5.3.3 扰动力对系统非线性动力学现象的影响 |
| 5.3.4 扰动扭矩对系统非线性动力学现象的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 变转速四个旋转叶片整体叶盘的非线性振动 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 变转速四旋转叶片整体叶盘的动力学方程 |
| 6.3 偏微分形式动力学方程的离散 |
| 6.4 无量纲化 |
| 6.5 频率分析 |
| 6.6 摄动分析 |
| 6.7 数值结果与分析 |
| 6.7.1 幅频响应曲线 |
| 6.7.2 扰动转速对系统非线性动力学现象的影响 |
| 6.7.3 扰动力对系统非线性动力学现象的影响 |
| 6.7.4 扰动扭矩对系统非线性动力学现象的影响 |
| 6.8 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 附录A |
| 附录B |
| 攻读博士学位期间所发表的学术论文 |
| 致谢 |
（6）高压压气机转子叶片振动特性及疲劳性能分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 符号说明表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 叶片振动特性分析研究现状 |
| 1.2.2 叶片疲劳特性研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究工作 |
| 第2章 转子叶片振动分析理论基础 |
| 2.1 转子叶片固有振动特性分析 |
| 2.1.1 振动特性数值仿真方法 |
| 2.1.2 振动特性试验 |
| 2.2 转子叶片简谐响应分析 |
| 2.2.1 尾流激励 |
| 2.2.2 叶盘结构的阻尼 |
| 2.2.3 系统的简谐响应 |
| 2.3 本章小结 |
| 第3章 转子叶片振动特性及简谐响应分析 |
| 3.1 振动特性仿真及试验 |
| 3.1.1 振动特性仿真与分析 |
| 3.1.2 振动特性试验与分析 |
| 3.2 坎贝尔图及共振分析 |
| 3.3 频率响应分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 喷丸强化对转子叶片振动疲劳性能的影响 |
| 4.1 镍基高温合金高周疲劳特性研究现状 |
| 4.2 叶片振动疲劳试验 |
| 4.2.1 试验系统及原理 |
| 4.2.2 试验方法及步骤 |
| 4.2.3 试验数据及处理方法 |
| 4.3 试验结果及分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）航空压气机叶片抛光振动特性分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 叶片逆向建模相关研究 |
| 1.2.2 叶片有限元分析相关研究 |
| 1.2.3 叶片模态实验相关研究 |
| 1.2.4 叶片振动特性方面相关研究 |
| 1.3 本课题的目的和意义 |
| 1.4 论文的主要研究内容 |
| 第二章 压气机叶片逆向建模 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 叶片模型构建方法 |
| 2.2.1 逆向工程 |
| 2.2.2 曲面重构方法 |
| 2.2.3 三维点云数据的获取 |
| 2.3 逆向建模方案提出 |
| 2.3.1 压气机叶片尺寸模型 |
| 2.3.2 压气机叶片建模方案讨论 |
| 2.4 叶片模型构建 |
| 2.4.1 天远三维扫描仪 |
| 2.4.2 相机参数调试 |
| 2.4.3 拼接模式的选择 |
| 2.4.4 获取点云数据 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 压气机叶片模态分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 结构动力学理论及模态分析实验理论 |
| 3.2.1 结构动力学理论 |
| 3.2.2 模态分析实验理论 |
| 3.2.3 频相函数的幅频特性与相频特性 |
| 3.2.4 频向函数的实频特性与虚频特性 |
| 3.2.5 频向函数的矢端特性 |
| 3.3 压气机叶片模态仿真及求解过程 |
| 3.3.1 仿真流程 |
| 3.3.2 结果分析 |
| 3.4 压气机叶片约束模态仿真及求解过程 |
| 3.4.1 网格无关性证明 |
| 3.4.2 设定约束力及仿真结果 |
| 3.4.3 结果分析 |
| 3.5 模态测试系统 |
| 3.5.1 模态分析实验流程 |
| 3.5.2 硬件系统 |
| 3.5.3 软件系统 |
| 3.6 实验过程以及结果分析 |
| 3.6.1 压气机叶片自由模态实验 |
| 3.6.2 压气机叶片约束模态实验 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 压气机叶片抛光过程振动特性 |
| 4.1 叶片谐响应分析 |
| 4.1.1 谐响应分析方法对比 |
| 4.1.2 模型建立和载荷施加 |
| 4.1.3 谐响应结果及分析 |
| 4.1.4 抛光过程电机转速优化 |
| 4.2 叶片抛光振动实验 |
| 4.2.1 叶片抛光振动实验方案 |
| 4.2.2 抛光方法选择 |
| 4.2.3 砂带抛光系统搭建 |
| 4.2.4 抛光振动测试实验台搭建 |
| 4.2.5 振动测试方案 |
| 4.2.6 测试结果 |
| 4.3 压气机叶片抛光振动特性验证方案提出 |
| 4.3.1 验证系统 |
| 4.3.2 方案提出 |
| 4.4 压气机叶片抛光振动验证测量 |
| 4.4.1 测量过程 |
| 4.4.2 数据分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 压气机叶片抛光过程优化 |
| 5.1 夹紧力优化实验 |
| 5.1.1 实验目的 |
| 5.1.2 夹紧力与叶片振动关系 |
| 5.2 装夹方式优化实验 |
| 5.2.1 叶片装夹方式变化 |
| 5.2.2 方式改变前后叶片的振动对比 |
| 5.3 砂带机不同转速下叶片抛光对比实验 |
| 5.3.1 抛光实验方案 |
| 5.3.2 实验结果与分析 |
| 5.4 叶片不同区域抛光结果比对 |
| 5.4.1 比对方案提出 |
| 5.4.2 测量过程及对比分析 |
| 5.4.3 振动原因与解决 |
| 5.5 本章小节 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 1 作者简历 |
| 2 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 3 参与的科研项目及获奖情况 |
| 4 发明专利 |
| 学位论文数据集 |
（8）发动机叶片表面的机器人精密磨削加工（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 概述 |
| 1.2 叶片的形状和材料 |
| 1.3 叶片制造过程 |
| 1.4 国内外叶片表面磨削技术研究现状 |
| 1.5 叶片制造难点概述 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第二章 叶片加工精度对其基本性能的影响 |
| 2.1 叶片表面粗糙度对其性能的影响 |
| 2.1.1 叶片表面粗糙度模型的修正及其控制方程 |
| 2.1.2 基于壁面函数修正模型的叶片性能分析 |
| 2.2 叶片加工误差对其性能的影响 |
| 2.2.1 叶片的加工误差 |
| 2.2.2 加工误差对叶片性能影响计算 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 叶片表面轮廓拟合与机器人磨削加工 |
| 3.1 叶片轮廓和分区加工 |
| 3.2 机器人加工路径拟合模型 |
| 3.3 机器人的叶片表面加工路径生成 |
| 3.4 机器人的布置 |
| 3.4.1 机器人夹持磨削工具 |
| 3.4.2 机器人夹持叶片 |
| 3.4.3 机器人组的应用 |
| 3.4.4 机器人与砂带机组 |
| 3.5 本章实验 |
| 3.5.1 叶片加工中的振动测试 |
| 3.5.2 叶片表面磨削实验 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 叶片表面加工中的接触及磨粒群行为 |
| 4.1 叶片加工中的接触模型 |
| 4.1.1 叶片表面与磨削工具的接触模型 |
| 4.1.2 加工中叶片接触力分布和模型求解 |
| 4.2 磨削工具中的磨粒群特性 |
| 4.2.1 磨粒群的行为和其本构模型 |
| 4.2.2 磨粒颗粒之间的接触 |
| 4.3 叶片磨削加工数值模拟 |
| 4.3.1 叶片与磨粒的微元模型 |
| 4.3.2 叶片加工仿真结果分析 |
| 4.4 磨削工具中磨粒群颗粒的微观行为仿真 |
| 4.5 本章实验 |
| 4.5.1 叶片和磨削工具接触力的测量 |
| 4.5.2 基于接触力控制的叶片表面磨削实验 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 叶片表面加工工艺参数化模型 |
| 5.1 磨粒颗粒的磨损 |
| 5.1.1 磨粒磨损的分段 |
| 5.1.2 磨粒群材料去除能力 |
| 5.2 叶片表面磨削的参数模型 |
| 5.3 数值模拟和结果 |
| 5.3.1 叶片表面建模和边界条件 |
| 5.3.2 叶片固定状态下的计算结果 |
| 5.3.3 叶片作进给状态下计算结果 |
| 5.4 本章实验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 1 作者简历 |
| 2 攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| 学位论文数据集 |
（9）轴流压气机叶片振动特性试验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 叶片的振动特性国内外研究现状 |
| 1.2.2 振动夹具设计研究现状 |
| 1.2.3 拓扑优化研究现状 |
| 1.2.4 螺栓连接结构非线性研究现状 |
| 1.3 研究问题的提出 |
| 1.4 研究内容与技术路线 |
| 2 机械振动理论及振动试验理论 |
| 2.1 机械振动基本理论 |
| 2.2 振动夹具的设计基础 |
| 2.2.1 振动夹具的设计要求及原则 |
| 2.2.2 振动夹具的种类 |
| 2.3 拓扑优化变密度法 |
| 2.4 螺栓连接下的接触非线性分析 |
| 2.4.1 螺栓连接的有限元分析 |
| 2.4.2 结合面接触问题的非线性分析 |
| 2.5 模态试验理论 |
| 2.5.1 结构动力学特性 |
| 2.5.2 试验结构的支撑方式 |
| 2.5.3 振动激振源的种类 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 叶片模态试验振动夹具设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 叶片振动夹具设计 |
| 3.2.1 振动夹具材料及连接方式 |
| 3.2.2 振动夹具设计及建模 |
| 3.3 振动夹具的拓扑优化 |
| 3.4 振动夹具优化结构模拟 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 叶片振动特性有限元分析 |
| 4.1 叶片的建模及模态分析 |
| 4.1.1 叶片的建模 |
| 4.1.2 叶片模态分析 |
| 4.2 绑定连接下叶片模态分析 |
| 4.3 摩擦接触下叶片模态分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于电动振动台的叶片振动特性试验 |
| 5.1 试验方法及试验内容 |
| 5.2 叶片正弦扫频振动试验 |
| 5.2.1 螺栓预紧力的确定 |
| 5.2.2 正弦扫频实验 |
| 5.2.3 固有频率对比 |
| 5.3 砂型法测试振型 |
| 5.3.1 砂型法试验流程 |
| 5.3.2 砂型结果对比 |
| 5.4 叶片应变分布试验 |
| 5.4.1 应变分布试验准备及流程 |
| 5.4.2 应变分布试验结果 |
| 5.4.3 应变分布试验结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（10）航空叶片用钛合金外物损伤、组织变化及其疲劳特性（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 选题意义 |
| 1.2 FOD概述 |
| 1.2.1 FOD国外研究现状 |
| 1.2.2 FOD国内研究现状 |
| 1.2.3 FOD实验室模拟方法 |
| 1.3 钛合金概述 |
| 1.3.1 钛合金的相 |
| 1.3.2 钛合金的分类 |
| 1.3.3 两相钛合金的组织 |
| 1.3.4 钛合金在航空发动机上的应用 |
| 1.4 绝热剪切概述 |
| 1.5 疲劳概述 |
| 1.5.1 疲劳的类型 |
| 1.5.2 疲劳强度的影响因素 |
| 1.5.3 疲劳断口特征 |
| 1.5.4 疲劳试验方法 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第二章 外物损伤模拟试验材料及方法 |
| 2.1 材料及试样 |
| 2.2 试验和分析测试流程 |
| 2.2.1 FOD模拟试验 |
| 2.2.2 损伤凹坑尺寸和宏观形貌 |
| 2.2.3 损伤凹坑微观形貌分析 |
| 2.2.4 损伤凹坑显微组织分析 |
| 2.2.5 损伤凹坑的硬度测试 |
| 第三章 高周弯曲振动疲劳试验材料及方法 |
| 3.1 试验及试样 |
| 3.1.1 材料 |
| 3.1.2 试样 |
| 3.2 试验和分析测试流程 |
| 3.2.1 模拟叶片的FOD模拟试验 |
| 3.2.2 损伤缺口尺寸及微观形貌 |
| 3.2.3 高周弯曲振动疲劳试验 |
| 3.2.4 疲劳强度、裂纹萌生位置和断口特征 |
| 第四章 外物损伤模拟试验结果与分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 试验结果及分析 |
| 4.2.1 损伤凹坑尺寸 |
| 4.2.2 损伤凹坑宏观特征 |
| 4.2.3 损伤凹坑微观特征 |
| 4.2.4 损伤凹坑微观组织 |
| 4.2.5 损伤凹坑显微硬度测试 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 高周弯曲振动疲劳试验结果与分析 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 试验结果及分析 |
| 5.2.1 损伤缺口尺寸 |
| 5.2.2 损伤缺口微观形貌 |
| 5.2.3 损伤缺口试样疲劳强度 |
| 5.2.4 损伤缺口裂纹萌生位置 |
| 5.2.5 疲劳断口特征 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间发表的学术论文及其他科研成果 |
四、航空发动机压气机叶片振动频率与温度的关系（论文参考文献）
- [1]基于气路性能混合模型的燃气轮机叶片故障预警及诊断方法研究[D]. 闫斌斌. 北京化工大学, 2021(02)
- [2]压气机叶片气动弹性响应及稳定性分析方法研究[D]. 李存程. 四川大学, 2021(02)
- [3]新型材料航空发动机压气机叶片扁壳结构的非线性振动研究[D]. 牛燕. 北京工业大学, 2020(06)
- [4]航空发动机压气机叶片氢致增塑行为与微动摩擦学特性研究[D]. 于琪琪. 济南大学, 2020(01)
- [5]航空发动机整体叶盘的非线性动力学研究[D]. 揭晓博. 北京工业大学, 2020
- [6]高压压气机转子叶片振动特性及疲劳性能分析[D]. 张露. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2020(08)
- [7]航空压气机叶片抛光振动特性分析[D]. 黄程. 浙江工业大学, 2020(08)
- [8]发动机叶片表面的机器人精密磨削加工[D]. 邱磊. 浙江工业大学, 2020(08)
- [9]轴流压气机叶片振动特性试验研究[D]. 张晓光. 大连理工大学, 2019(02)
- [10]航空叶片用钛合金外物损伤、组织变化及其疲劳特性[D]. 施晓萌. 江苏大学, 2019(02)