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航空工程进展
中国航空学会 西北工业大学
航空工程进展

中国航空学会 西北工业大学

姜澄宇

季刊

1674-8190

hangkong2010@nwpu.edu.cn

029-88492422

710072

西北工业大学143信箱

航空工程进展/Journal Advances in Aeronautical Science and EngineeringCSCDCSTPCD北大核心
查看更多>>办刊宗旨是反映我国航空科技与工程领域的最新成果，沟通国内外学术交流渠道，促进航空科学理论和实践的发展及其在国民经济各部门中的移植和应用，为我国的现代化建设服务。主要读者对象主要为从事航空工程领域的研究技术人员、高等院校师生和其它行业的研究技术人员等。
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    飞机地面振动试验激振方案优化与工程验证

    陈浩宇王彬文宋巧治李晓东...
    114-119,134页
    查看更多>>摘要：地面振动试验是飞机型号研制与强度验证中的重要环节,在试验设计阶段一个合理的激振方案能够显著缩短后续试验周期,提升模态辨识精度.基于飞机有限元模型采用QR分解对激振位置进行考虑试验目标的全局规划,进而引入模态参与对激振点布置方案的激振效率进行定量评估,同时针对密集模态测试问题,采用多变量模态指示函数对激励力矢量进行优化,并将上述方法应用于小型通用飞机地面振动试验中,验证优化后激振位置规划方案及密集模态识别方法的工程应用效果.结果表明:本文采用的激振方案优化方法能够显著提升试验效率,降低了密集模态辨识难度,具有较高的工程应用价值.

    地面振动试验激振力矢量QR分解模态参与模态识别

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    Inconel718榫接结构高低周微动疲劳试验研究

    杨晓林慕琴琴陈永辉燕群...
    120-126页
    查看更多>>摘要：航空发动机涡轮叶片在实际服役环境中,受到循环往复的高/低周载荷,这是一种典型的高低周微动疲劳工况.涡轮叶片由于微动疲劳频繁引发疲劳断裂问题,严重影响着航空发动机的安全运行.为了研究热端部件材料的高低周微动疲劳问题,设计一种Inconel718榫连接模拟件,对其开展高低周复合微动疲劳试验.共设计3种不同载荷/频率的试验工况,对比不同工况下模拟件的寿命分布情况.结果表明:高周/低周载荷对榫连接结构的微动疲劳寿命有显著影响,随着高周/低周载荷或者频率的增大,涡轮叶片榫接部位微动疲劳寿命均随之降低;试验结果证明榫接结构高低周微动疲劳试验较好地还原了涡轮叶片实际服役情况;通过显示动力学有限元分析,所预测的裂纹萌生位置与试验结果中裂纹萌生位置分散性较小.

    Inconel718高低周载荷高低周频率微动疲劳疲劳寿命

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    高速篦齿碰摩对封严环裂纹萌生与扩展影响研究

    畅佳琪李辉东解文博慕琴琴...
    127-134页
    查看更多>>摘要：篦齿封严结构碰摩是航空发动机空气系统工作中存在的普遍问题,由于实际碰摩中难以观察到封严环上裂纹萌生与扩展的过程,采用有限元方法进行数值仿真能够对裂纹萌生与扩展过程和机理有更加深入的认识.建立碰摩后带磨损槽的封严环模型,考虑了封严环表面对流换热、碰摩力和碰摩温度,采用扩展有限元法(XFEM)对封严环碰摩温度场、应力场以及裂纹的萌生与扩展进行数值研究,并将仿真分析结果与碰摩试验裂纹结果进行对比.结果表明:数值仿真所得到的裂纹萌生位置及扩展方向均与碰摩试验中实际产生的裂纹基本一致,揭示了裂纹产生的机理,证明了该模型能够较好地模拟碰摩所导致的裂纹萌生与扩展过程.

    篦齿封严碰摩扩展有限元裂纹萌生裂纹扩展

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    M型皱褶芯材夹层板隔声性能研究

    叶语睿王志瑾
    135-147,154页
    查看更多>>摘要：作为先进复合材料夹层结构,皱褶芯材构型多样,先前研究大多围绕V型皱褶芯材展开,鲜有对其他构型的隔声性能研究.建立垂直入射声压激励下的四边简支M型皱褶芯材夹层板数值模型,基于有限元软件对其隔声性能进行数值仿真,并将理论预测的蜂窝夹层板隔声曲线与仿真结果进行对比;基于仿真模型,研究M型皱褶芯材夹层板结构的隔声性能,讨论皱褶芯材胞元几何参数对隔声性能的定性影响规律;研究双层芯材的M型皱褶芯材夹层板上下两层芯材的相对铺设错位、铺设角度对隔声性能的影响.结果表明:上下两层芯材在胞元Z形线步长方向错位叠放时隔声效果提高,且优于同面密度的单层皱褶芯材夹层板;在上下两层芯材相对铺设角度变化时,上下层芯材轴线垂直铺设时计权隔声量最大.

    夹层板M型皱褶芯材胞元参数隔声性能双层芯材铺设方式

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    对转螺旋桨气动噪声试验系统设计与试验研究

    曹琦卫凯聂彦平燕群...
    148-154页
    查看更多>>摘要：风洞内对转螺旋桨气动噪声试验存在时间协调难、成本高的问题,依托地面声学环境,研制能够模拟对转螺旋桨地面开车状态的对转螺旋桨气动噪声试验系统.对某穿孔结构的对转螺旋桨和基准桨开展气动噪声试验,对设计的试验系统进行验证,并对穿孔结构对转螺旋桨的降噪效果进行评估.结果表明:在所测试的工况范围内,穿孔结构对转螺旋桨在保证气动性能的前提下能够有效降低噪声;在对飞机舱内影响最显著的90°指向角处,二阶通过频率处降噪量达到5 dB.本文设计的气动噪声试验系统,能够为对转螺旋桨气动噪声评估和降噪设计提供帮助.

    对转螺旋桨气动噪声穿孔结构远场噪声降噪设计

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    发动机燃油泵附件的管路动力学等效设计及实现

    刘继军李凯翔胡文佳
    155-161,171页
    查看更多>>摘要：燃油泵附件的管路空间构型复杂,在振动环境试验中直接模拟难以实现.为满足试验要求,采用系统等效缩减/扩展过程(SEREP)方法对管路进行动力学等效设计,选取管路上特定结点为主自由度,并将原管路模型缩减至主自由度模型上,得到缩减质量和刚度矩阵;对子振型矩阵采用SVD分解,使得缩减质量和刚度矩阵进一步简化,得到低阶管路模型的新缩减质量和刚度矩阵参数;提出"质量球—梁弹簧"结构模型,分别用"质量球"和"梁弹簧"来映射缩减的质量和刚度矩阵,进而确定等效设计加工参数;通过实例验证等效设计方法的可行性.结果表明:等效管路与原管路的第一阶频率误差大多在10%以内,满足工程应用要求.

    SEREP方法管路缩减模型等效设计质量—梁弹簧模型

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    螺旋桨穿孔结构声学软叶片设计与试验研究

    杨嘉丰聂彦平燕群卫凯...
    162-171页
    查看更多>>摘要：对转螺旋桨气动噪声的产生机理十分复杂,而且螺旋桨飞机并无短舱声衬等被动降噪部件可以在传播过程中吸收噪声,螺旋桨噪声会直接辐射向机身和周围环境,噪声问题突出,降低螺旋桨噪声源强度是研制低噪声螺旋桨飞机的关键.采用CFD和远场噪声评估相结合的方法,通过在螺旋叶尖吸力面前缘布置"小孔+贯穿通道"结构,构成"软叶片"模块,以平衡叶片前缘处的压力峰值,降低螺旋桨产生的载荷噪声;根据设计结果加工制造出常规桨和软叶片螺旋桨,依托对转螺旋桨气动噪声试验系统开展气动噪声试验.结果表明:在所测试的工况范围内,穿孔结构对转螺旋桨可以在保证气动性能的前提下有效降低噪声,在对飞机舱内影响最显著的90°指向角处,二阶通过频率处降噪量达5 dB.

    对转螺旋桨气动噪声降噪穿孔结构声学测量

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    航空燃油泵流体降噪技术研究

    阚银辉余国际胡红林
    172-178页
    查看更多>>摘要：航空燃油泵在工程应用中存在流致噪声问题,影响机组运行的稳定性和人员操作的安全性.为了解决相应的问题,介绍某型燃油泵流体降噪技术.首先,对燃油泵在飞机地面系统试验时产生的噪声值进行测试,分析噪声幅值与频率;然后,对燃油泵流动特性进行数值模拟;最后,对燃油泵叶轮和导叶进行改进设计.结果表明:叶轮和导叶之间静动翼干涉导致压力脉动过大是引起流体噪声的主要原因,增加叶轮和导叶叶片数、采用叶片交替加载技术可以降低泵内的压力脉动;改进后,燃油泵的噪声降低了6.5 dB.

    航空燃油泵压力脉动数值模拟流致噪声优化设计降噪

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    类星型手性超材料超宽带隙特性研究

    王硕燕群延浩孙永涛...
    179-190页
    查看更多>>摘要：振动和噪声的抑制一直是工程中的重要问题,而超材料在实现减振降噪方面具有良好的应用价值.基于传统空心星型超材料,添加手性结构特性,设计一种新型的空心类星型手性超材料,并在其基础上进一步演化出实心类星型手性超材料.通过振动模态分析带隙产生机理和不同结构参数对带隙的影响,通过频散曲面、波传播方向、群速度和相速度等研究弹性波在结构中的传播特性,并研究有限周期结构的传输特性.结果表明:实心类星型手性超材料可以产生宽度为5 116 Hz的超宽带隙,带隙形成主要是由于凹角星和韧带的旋转振动耗散了弹性波能量,内凹角α的减小以及韧带与水平方向的夹角θ的增大使得最宽带隙的宽度增大;有限周期结构在其带隙范围内可以产生明显的位移幅值衰减,该新型超材料具有良好的隔振性能.

    超材料超宽带隙群速度相速度振动抑制

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    航空发动机轴承—支承结构系统产热计算与分析

    孙鹏慕琴琴陈永辉燕群...
    191-198页
    查看更多>>摘要：开展轴承—支承结构系统的热源分析与产热量量化计算,能够为轴承腔热防护设计提供可靠依据.通过传热学、摩擦学等理论分析,建立航空发动机轴承—支承结构系统产热分析模型,开展轴承—支承结构的一维流热耦合计算,对航空发动机压气机和涡轮的中介承力框架进行产热量分析,评估巡航工况下不同热源对轴承—支承结构系统产热量的影响.结果表明:压气机中介支承结构右侧框架的壁面温度沿径向向上增加1.73%;由于主流道与盘腔之间存在级间封严,对流传热系数沿径向向上增大20倍,产热量占比最高的热源为支承结构壁面传热、轴承生热和密封装置生热;轴承—支承结构内的密封装置生热量在压气机中介承力框架内占比29%,在涡轮中介承力框架内占比35%.

    轴承—支承结构密封空气系统热分析热计算

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