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期刊信息/Journal information
航空动力学报
航空动力学报

陈懋章

月刊

1000-8055

JAP@buaa.edu.cn

010-82317410

100191

北京市海淀区学院37号

航空动力学报/Journal Journal of Aerospace PowerCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本报是中国航空学会主办，经国家科委批准的高级刊物，向国内外公开发行。主要刊登航空航天发动机的原理与设计、气动热力学，叶轮机械，燃烧学，传热传质学，结构力学，自动控制、机械传动、实验技术以及热动力工程等方面的最新科技成果。编委会由主编、副主编及编委共50余人组成，均为该领域的著名专家学者。
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    单晶涡轮叶片典型任务循环蠕变分析

    石多奇张雨曼隋天校杨晓光...
    1-9页
    查看更多>>摘要：针对单晶涡轮叶片在发动机典型任务循环下的多工况蠕变计算问题，结合变载条件下的单晶合金蠕变本构模型，开发了用于高温结构蠕变计算的ABAQUS/UMAT用户子程序。对某型单晶涡轮叶片进行了典型任务循环下的蠕变计算，识别出可忽略蠕变损伤的工作状态从而实现了载荷谱简化，分别计算了该涡轮叶片在10 000个战斗机飞行循环和40 000个运输机飞行循环下的蠕变变形，并进行了蠕变寿命评估。结果显示:计算采用的典型载荷状态中，该叶片在巡航及以下状态产生的损伤较小，进行蠕变计算时可以删除，简化后的蠕变载荷谱与原载荷谱下叶片产生的蠕变变形基本相等;不同飞机任务剖面下涡轮叶片具有不同的蠕变寿命，在采用的战斗机典型飞行循环下，该叶片的蠕变寿命约为运输机飞行循环下的1/14，这与发动机的大功率状态持续时间占比有关。

    涡轮叶片典型任务循环蠕变变形寿命评估变载蠕变模型UMAT子程序

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    带横向喷流效应飞行器的虚拟飞行天平测力装置研制与应用

    苗磊赵忠良李浩徐志伟...
    10-19页
    查看更多>>摘要：为满足某带横向喷流效应飞行器的虚拟飞行风洞试验需求，采用两台独立的4分量天平、传动轴及支撑横梁等组成测力装置同时分别测量前/后两段模型的气动载荷。通过有限元软件计算每台天平的灵敏度，传动轴对天平的干扰以及高压气体对天平的影响，结果表明:传动轴对天平力分量基本无影响，对俯仰力矩干扰约2。5％，对偏航力矩干扰约8％，压力对前天平的影响小于2％，对后天平的影响小于9％。基于每台天平的静态校准公式，生成了适用于测力装置的气动载荷计算方法，通过模拟加载验证了计算方法的准确性。最后，通过风洞试验检验了带横向喷流效应的虚拟飞行天平测力装置的整体性能。静态校准和风洞试验数据表明:静态校准数据与有限元分析结果基本一致，测力装置性能稳定、测值准确，满足风洞虚拟飞行试验研究要求。

    虚拟飞行横向喷流风洞天平有限元分析静态校准风洞试验

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    支承机匣磨抛参数建模与稳健优化研究

    曾爱黄飞王玉泉杨滨涛...
    20-28页
    查看更多>>摘要：针对支承机匣内孔磨抛表面质量难以保证及磨抛效率低问题，开展了磨抛工艺参数对表面质量影响研究。基于Preston理论建立了螺旋式磨抛材料去除量方程，理论上揭示了螺旋式磨抛工艺参数对表面质量的影响规律。通过正交实验进行方差灵敏度分析，探寻出打磨轮目粒度、打磨轮进给速度、打磨轮转速和抛光时间等影响因子对材料去除率和表面粗糙度影响规律及贡献率，在此基础上以材料去除率和表面粗糙度为优化研究目标，构建了基于Kriging响应面近似模型的稳健优化设计数学模型，采用粒子群算法进行计算求解，计算出2 611组优化解。结合实际工程要求，最佳的工艺参数为目粒度1 400目、进给速度3 mm/s、转速3 600r/min、抛光时间9min，为磨抛工程领域的工艺质量改善提供技术支撑。

    支承机匣螺旋式磨抛材料去除率正交实验稳健优化粒子群算法

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    基于磨粒分析的球轴承外圈剥落扩展特性研究

    杨景来卜嘉利佟文伟刘东旭...
    29-36页
    查看更多>>摘要：为研究航空发动机球轴承外圈的剥落扩展特性，首先利用外圈含预制缺陷的球轴承开展零部件实验，再选取外圈存在剥落缺陷的球轴承在发动机上开展剥落扩展研究。综合利用滑油光谱、便携式铁谱、分析式铁谱及能谱分析技术对发动机滑油中的磨粒进行分析。结果表明:球轴承外圈的剥落扩展是渐进性的;表面存在沿长轴方向划痕的疲劳磨粒数量及比例随外圈的剥落发展而不断增加;磨粒总量及尺寸在剥落发展期出现明显增长，在快速扩展期急剧增加。结论:外圈的剥落首先出现在距凹坑一定距离的后方位置，沿滚珠的滚动方向扩展;剥落扩展分为4个阶段:裂纹萌生、裂纹扩展、裂纹贯穿及剥落扩展。

    球轴承外圈剥落磨粒预制缺陷裂纹

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    不同油槽结构挤压油膜阻尼器动力学特性试验

    黄延忠张广辉马会防陈亚龙...
    37-49页
    查看更多>>摘要：基于挤压油膜阻尼器(squeeze film damper，SFD)动力学特性系数识别试验台研究了油槽深度、供油压力以及供油孔数对活塞环端封SFD泄漏量和阻尼性能的影响。试验结果表明:带油槽结构的SFD滑油泄漏量是无油槽结构的2～7倍，油槽深度增加会增大泄漏量;低油压下阻尼系数的试验结果与短轴承理论解较接近，高油压下阻尼系数的试验结果在短轴承与长轴承理论解之间;对比无油槽结果，带油槽时阻尼性能有所下降，但是0。1 MPa以内两者阻尼系数接近;油槽较浅(深度为5倍油膜半径间隙，5c)时，低油压单孔供油与高油压多孔供油平均阻尼系数均能达到4。0×104～5。0×104N·s/m;油槽较深(深度为15c)时低油压单孔供油平均阻尼系数较大，可达到8。06×104N·s/m。低油压单孔供油时引入油槽结构显著提高SFD阻尼系数，其可用于提高低供油压下SFD的减振性能。

    挤压油膜阻尼器油槽阻尼系数泄漏量激振测试

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    氮化铝陶瓷燃气舵仿真与试验

    白澔烔石仲仑薛海峰蔡红明...
    50-61页
    查看更多>>摘要：针对弹箭燃气舵轻量化问题，设计了基于高热导率氮化铝(A1N)陶瓷材料的新型燃气舵。为考察其可行性，建立了基于流固热耦合的非定常数值模拟方法，研究了氮化铝陶瓷燃气舵在不同舵偏角下的工作过程，并基于高温下陶瓷强度预测模型分析了燃气舵的抗热震能力。加工了氮化铝陶瓷燃气舵，开展了固体火箭发动机地面静态射流试验，并通过扫描电镜分析了试验结果。研究结果表明:数值仿真与试验结果基本一致，验证了数值模拟方法的有效性;对燃烧室总温为2284K的固体火箭发动机，氮化铝陶瓷燃气舵可承受其燃气1 s内造成的最大机械冲击和热冲击;氮化铝陶瓷由于较高的热导率(理论达320W/(m·K))，有远优于常规结构陶瓷的抗热震性能，是一种良好的小型燃气舵选材。

    氮化铝陶瓷燃气舵热耦合热冲击固体火箭

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    基于三维随机细观模型的SiCp/Al复合材料力学性能分析

    田学亮徐颖王学民崔海涛...
    62-74页
    查看更多>>摘要：基于颗粒增强铝基复合材料的细观组成及结构特点，建立了考虑颗粒、基体、界面性能的三维随机细观颗粒增强复合材料分析模型和方法。在细观尺度上，分别采用立方颗粒、球形颗粒及三维随机多面体模型来表征颗粒的形状，根据颗粒原材料粒度分析获得的粒径分布数据，建立考虑颗粒空间分布的随机特性及粒径的概率分布特征的三维随机代表性体积单元。在Ludwik模型基础上考虑淬火硬化效应，描述铝基体的弹塑性本构关系，考虑了基体的韧性损伤、SiC颗粒的弹脆性破坏以及界面的拉伸-开裂行为，模拟了材料在单轴拉伸过程中的变形和损伤过程。开展SiCp/A12009复合材料标准件的单轴拉伸试验验证，结果表明:弹性模量、屈服强度和拉伸强度的预测最大误差分别在5％、5％及11％以内;弹性模量的预测结果受颗粒形状影响较小;其中，三维随机多面体模型的拉伸强度预测精度最高，且能反映出颗粒增强复合材料拉伸断裂过程中的基体韧性断裂、颗粒脆性破坏以及界面脱黏的破坏模式;该模型和方法可为颗粒增强铝基复合材料的细观损伤机理及宏观力学性能分析提供有益的参考。

    SiCp/Al复合材料三维细观模拟颗粒尺寸分析颗粒形状三维随机代表性体积单元断口分析

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    高浮起量空气静压止推轴承气膜流动特性分析

    辛晓承龙威高浩王萍...
    75-85页
    查看更多>>摘要：为明确空气静压轴承在高浮起量下的静/动态特性，采用瞬态模型分析支撑气膜湍流形成演变规律和能量耗散过程;结合双向流固热耦合的方法对流场特征区域的流态演变、温度分布、马赫数变化、涡量特征等进行描述;将理论分析与实验测试结果相结合，明确高浮起量下空气轴承气膜内部流场特征，以及系统的承载能力、刚度特性和微振动特性。研究表明:高浮起量下空气轴承气膜流场存在气动加热现象且伴随着负压产生;气膜内部的较大压降和流体的压缩性增强会导致空气轴承的静态特性变差;考虑流固热耦合效应能有效保证高浮起量下空气静压止推轴承静态特性的计算准确性，在1 MPa供气压力、50μm气膜的高浮起量时对承载力的计算误差仅为2。2％，对刚度的计算误差仅为2。7％。

    静压止推轴承高浮起量空气超声速流动瞬态分析双向流固热耦合

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    直升机超临界尾轴限幅减振器安装位置研究

    宋立瑶王旦曹鹏陈柏...
    86-96页
    查看更多>>摘要：为了使限幅减振器对传动轴跨1阶及2阶临界转速均起到较好的减振作用，研究了限幅减振器安装位置对传动轴与限幅减振器系统非线性动力学的影响。首先基于Timoshenko梁和非线性碰摩理论建立了传动轴与限幅减振器系统的非线性有限元动力学模型，通过数值计算得到了系统响应。对传动轴典型跨临界过程及安装位置对减振效果的影响进行了分析。结果表明:一个典型的传动轴跨临界过程可以分为4个阶段，分别为无碰摩、拟周期碰摩、同频全周碰摩，最后回到无碰摩阶段。将减振器安装在中间节点只能有效抑制传动轴跨1阶临界转速的振动，而安装在1/4节点及3/8节点处能同时减弱跨1阶及2阶临界转速的振动，但安装在3/8节点处有可能使传动轴无法正常工作。

    限幅减振器超临界尾轴位置优化碰摩干摩擦

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    管式减涡器阻尼结构减振特性及设计方法

    牛南轲漆文凯许正华
    97-106页
    查看更多>>摘要：为了抑制管式减涡器工作中的振动，开展对应的阻尼结构设计与减振特性研究工作。针对管式减涡器，总结了阻尼结构的设计参数，在此基础上，归纳了管式减涡器阻尼结构的设计流程。使用该方法对某型发动机减涡器进行阻尼结构设计和减振特性计算，并进行试验验证。结果表明:该方法设计的阻尼器具有良好的阻尼减振效果，可以将关键点应力水平降低80％以上。并且试验得到的减振效果与达到最优减振效果的正压力区间都与计算结果接近，验证了该方法在预测减振特性时的准确性。

    减涡器阻尼结构干摩擦阻尼设计流程减振试验

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