航空發(fā)動機(jī)高壓渦輪葉片在飛機(jī)起飛狀態(tài)下極易遭受到機(jī)場跑道殘留物、空氣懸浮粒子等造成的侵蝕損傷,高壓渦輪葉片侵蝕損傷嚴(yán)重影響葉片強(qiáng)度和發(fā)動機(jī)性能,造成發(fā)動機(jī)工作異常,甚至引起災(zāi)難性后果。為明確粒徑和粒子濃度對高壓渦輪葉片造成的侵蝕區(qū)域和侵蝕程度,研究結(jié)合了國內(nèi)外外物侵蝕試驗、半物理實驗和仿真成果,借助數(shù)值仿真技術(shù)和系統(tǒng)的研究方法對不同粒徑、濃度的粒子進(jìn)行DPM（Discrete Phase Model）數(shù)值模擬,系統(tǒng)地總結(jié)侵蝕粒子運(yùn)動軌跡、侵蝕區(qū)域和侵蝕質(zhì)量規(guī)律。研究內(nèi)容及獲得的結(jié)果有以下四方面:1、我國機(jī)場跑道平均風(fēng)速在7m/s以上,為粒徑小于500μm的粒子在平均風(fēng)速中懸浮提供起飛條件,發(fā)動機(jī)唇口造成低壓區(qū)為大直徑（D≥500μm）粒子進(jìn)入發(fā)動機(jī)提供了起飛條件。2、數(shù)值仿真中采用Lagrange法預(yù)測和追蹤粒子軌跡表明小粒徑（10μm~100μm）粒子傾向于跟隨氣流運(yùn)動,對葉片造成輕微磨損。大直徑（D≥100μm）粒子運(yùn)動軌跡明顯偏離氣流路徑,部分粒子在撞擊葉片后發(fā)生回彈并對葉片和機(jī)匣造成多次嚴(yán)重?fù)p傷。3、粒子受到不同程度的離心力,導(dǎo)致粒子在進(jìn)入轉(zhuǎn)子通道后向上偏轉(zhuǎn),在葉片尾緣聚集并撞... 

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 選題背景和意義
    1.3 高壓渦輪葉片侵蝕研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究的主要工作
第二章 高壓渦輪葉片侵蝕分析
    2.1 航空發(fā)動機(jī)工作及損傷防護(hù)
        2.1.1 CFM56-5B4發(fā)動機(jī)工作概論
        2.1.2 航空發(fā)動機(jī)外物損傷類型
        2.1.3 常見外物損傷預(yù)防措施
    2.2 高壓渦輪葉片
        2.2.1 渦輪葉片材料發(fā)展
        2.2.2 高壓渦輪葉片的工作原理
    2.3 侵蝕粒子分析
        2.3.1 粒子起動風(fēng)速研究
        2.3.2 我國風(fēng)速統(tǒng)計
        2.3.3 粒子碰撞分析
    2.4 本章小結(jié)
第三章 渦輪葉片侵蝕有限元分析
    3.1 有限元分析理論基礎(chǔ)
    3.2 渦輪葉片侵蝕有限元仿真步驟
    3.3 渦輪葉片三維模型設(shè)計
        3.3.1 SolidWorks2012簡介
        3.3.2 高壓渦輪葉片的建模流程
    3.4 渦輪葉片網(wǎng)格劃分
    3.5 高壓渦輪葉片侵蝕數(shù)值仿真
        3.5.1 仿真模型選擇
        3.5.2 仿真材料參數(shù)設(shè)置
    3.6 高壓渦輪氣流運(yùn)動及粒子追蹤方法
    3.7 本章小結(jié)
第四章 侵蝕規(guī)律及性能衰退影響
    4.1 侵蝕粒子軌跡追蹤
    4.2 高壓渦輪葉片粒子侵蝕區(qū)域
    4.3 高壓渦輪葉片侵蝕規(guī)律
    4.4 粒子侵蝕對高壓渦輪葉片性能影響
        4.4.1 飛機(jī)起飛狀態(tài)下渦輪效率變化
        4.4.2 飛機(jī)起飛狀態(tài)下侵蝕對渦輪效率的影響
    4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)和展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]組織退化高壓渦輪工作葉片持久試車風(fēng)險分析[J]. 宋丙新,王軼,丁新星.  航空維修與工程. 2017(04)
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博士論文
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碩士論文
[1]航空發(fā)動機(jī)渦輪葉片的強(qiáng)度分析和壽命預(yù)測[D]. 王小宏.蘭州理工大學(xué) 2016
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[3]風(fēng)力機(jī)葉片的設(shè)計與結(jié)構(gòu)特性分析[D]. 馬樂群.齊魯工業(yè)大學(xué) 2015
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[7]鈦合金葉片外物損傷試驗與數(shù)值模擬研究[D]. 張雪強(qiáng).南京航空航天大學(xué) 2013
[8]基于陣列傳感器的數(shù)據(jù)中心溫度場可視化系統(tǒng)研究[D]. 沈華峰.浙江大學(xué) 2013
[9]發(fā)動機(jī)葉片抗外物損傷能力評估技術(shù)研究[D]. 葛寧.南京航空航天大學(xué) 2012
[10]渦輪葉片前緣氣膜冷卻性能研究[D]. 朱延鑫.南京航空航天大學(xué) 2012



本文編號：3661242