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2004年  第19卷  第1期

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研究论文
截尾数据异方差回归分析
黄伟, 傅惠民
2004, 19(1): 1-6.
摘要 PDF(1208KB) icon1654 icon466
摘要:
提出截尾数据异方差回归分析方法,将传统的只适用于同方差和完全数据的回归分析推广到异方差和截尾数据的情况。文中建立了异方差回归方程,给出回归系数和标准差的最佳无偏整体估计及其协方差矩阵。详细讨论了正态分布、极值分布、威布尔分布情况下的线性异方差回归分析,给出其回归曲线和百分位值的置信限。对于异方差问题目前工程上只能采用成组试验方法,因此试验量很大;本文方法与之相比则能很好地解决这一问题,在试样数相同的条件下具有更高的精度,而在精度相同的情况下,可以节省大量试样。
类似系统可靠性信息在复杂系统Bayes可靠性评估中的应用
刘琦, 冯静, 周经伦
2004, 19(1): 7-11.
摘要 PDF(351KB) icon1366 icon447
摘要:
先验分布的确定是运用Bayes方法进行复杂系统可靠性评估的先决条件。本文研究了利用类似系统的可靠性信息通过加权融合确定先验分布的方法。对Weibull和指数分布模型的可靠性试验结果,给出Bayes方法可靠性计算公式。最后给出的一个实例表明,该方法计算简便、便于工程应用。
时间硬化蠕变本构方程耦合损伤的应用研究
石多奇, 杨晓光
2004, 19(1): 12-16.
摘要 PDF(681KB) icon2122 icon418
摘要:
使用时间硬化的蠕变方程,考虑各向同性蠕变损伤,采用应变等效原理,推导出时间硬化形式的多轴蠕变损伤方程,经过一维简化,提出了通过单轴蠕变实验确定材料参数的方法,并用来确定镍基高温合金Udimet720Li在两个不同温度下的蠕变和损伤参数。通过有限元计算并与实验数据进行了对比,验证了耦合损伤的多轴蠕变方程以及材料参数确定方法应用于实际的可行性。
定向合金DZ125热/机械疲劳寿命预测模型评估
张国栋, 刘绍伦, 何玉怀, 周柏卓
2004, 19(1): 17-22.
摘要 PDF(342KB) icon1683 icon471
摘要:
分别用微裂纹扩展模型、Manson-Coffin方程和拉伸迟滞能模型对DZ125定向凝固铸造镍基高温合金的热/机械疲劳寿命进行预测。预测结果发现:三种模型都能较好对DZ125合金的热/机械疲劳寿命进行预测(分散带为2倍左右)。通过分散带和标准差的定量比较发现:对于同相位、-135°相位和同相位带保持时间的热/机械疲劳,拉伸迟滞能寿命预测模型的预测结果比微裂纹扩展模型和Manson-Coffin方程的预测结果好;而对于反相位热/机械疲劳,微裂纹扩展模型的预测结果比拉伸迟滞能寿命预测模型和Manson-Coffin方程的预测结果好。
基于知识规则的发动机磨损故障诊断专家系统
陈果, 左洪福
2004, 19(1): 23-29.
摘要 PDF(877KB) icon1414 icon476
摘要:
针对某型发动机试车状态的磨损故障诊断问题,运用了两种最常用的滑油分析技术——铁谱分析和光谱分析,同时结合发动机试车台监测数据,对该型发动机试车过程中的磨损故障进行专家诊断。首先依据领域专家的经验,通过分析得到了各种分析方法的诊断专家知识,并将其转换为基于if-then的知识规则存放于知识库中;其次,依据各种分析方法的标准磨损界限值,将原始数据进行了预处理,统一转换成故障征兆的字符表达式;最后,根据应用正向推理机得到磨损故障的诊断结果。
磁悬浮轴承转子系统动态特性的实验研究
谢振宇, 徐龙祥, 李迎, 丘大谋, 虞烈
2004, 19(1): 30-37.
摘要 PDF(1464KB) icon1940 icon475
摘要:
通过激振实验获得磁悬浮轴承转子系统的动态特性参数,并与实际运行状态进行比较。结果表明,激振实验能够获得系统在高速旋转状态下的稳定性、临界转速及其与控制参数间的关系。另一方面,激振实验结果表明,某些临界转速值对控制参数的灵敏度很小,无法通过改变控制参数,改变这些临界转速值。
转子—电磁轴承系统动静件碰摩动力特性研究
刘占生, 鲁建, 吕伟剑, 迟鼎南
2004, 19(1): 38-45.
摘要 PDF(405KB) icon1727 icon472
摘要:
对转子—磁轴承系统动静件间发生碰摩时的非线性动力学行为进行了研究,在考虑质量偏心的情况下建立了系统的数学模型,求解了系统的周期解,并结合分岔图、庞加莱映射和频谱分析研究了系统的动态特性,研究表明系统发生碰摩后,随着转速及偏心率的增加,转子运动中具有连续的周期分岔现象,并走向失稳,其频谱图中组合频率在奇数倍频附近发生了从右到左的频移现象。这些研究结果可用于控制碰摩后电磁轴承的稳定性,避免大事故的发生。其振动频率特征可判别磁轴承系统是否发生了碰摩故障。
某型星形活塞发动机主连杆强度分析
张鸿, 郭海丁
2004, 19(1): 46-49.
摘要 PDF(335KB) icon1727 icon468
摘要:
针对某型九缸航空星形活塞发动机主连杆疲劳失效问题,采用运动学和动力学相结合的分析方法,确定了主连杆在工作循环中承受的最大附加弯矩工况。针对主连杆上的面载荷均为通过运动副传递的特点,采用商用有限元分析软件ANSYS提供的接触单元来模拟主连杆与曲柄销和活塞销的接触状态,对主连杆进行了有限元应力分析。分析表明,该连杆杆身疲劳强度储备偏低,计算危险点与疲劳失效发生点一致,为分析该杆失效原因提供了依据。
热障涂层结合强度及失效模式研究
耿瑞, 周柏卓, 齐红宇, 杨晓光
2004, 19(1): 50-53.
摘要 PDF(237KB) icon1477 icon503
摘要:
采用实验方法研究了热障涂层的结合强度,并探讨了温度、氧化时间、涂层厚度以及基体等因素对结合强度的影响。涂层采用了等离子和EB-PVD两种喷涂工艺,采用双向测试法,分析了粘结层氧化对涂层法向和切向结合强度的影响,研究结果表明同一种喷涂工艺方法,尽管涂层厚度不同,但其结合强度是非常接近的,为带涂层航空发动机部件的强度设计和分析以及涂层失效模型的建立提供的参考。
弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮非线性动力学研究
杨宏斌, 高建平, 邓效忠, 周彦伟
2004, 19(1): 54-57.
摘要 PDF(629KB) icon1664 icon487
摘要:
通过引入理想传动的概念,首次给出了弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮啮合力和阻尼力的表示方法,同时也给出了多对齿啮合条件下啮合力和阻尼力产生的扭矩在不同啮合区域内的表示方法,并在此基础上,建立了弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮非线性系统动力学方程。
某型发动机高原起动过程数学模型建立
吴利荣, 李剑, 谢寿生, 李应红
2004, 19(1): 58-60.
摘要 PDF(563KB) icon1582 icon442
摘要:
针对某型发动机高原起动过程具有危险性大和变化规律复杂的特点,提出了一种变记忆长度的小波变换多分辨分析方法。该方法将辨识的数据分解到不同频段,然后针对各不同频段采用不同的记忆长度进行辨识,从而可以建立起该型发动机高原起动过程的数学模型,为高原起动试验提供理论参考。
涡扇发动机部件特性的BP网络研究
陈策, 李军
2004, 19(1): 61-64.
摘要 PDF(663KB) icon1485 icon418
摘要:
在发动机特性计算中,建立了BP神经网络对部件特性数据进行识别学习,实现了特性数据的精确插值和对未知特性数据的推测。通过对网络输出结果的检验与分析,表明该方法精确实用。
进气道隐身装置与发动机联合试验研究
李文峰, 程邦勤, 王永生
2004, 19(1): 65-68.
摘要 PDF(248KB) icon1603 icon459
摘要:
介绍了进气道隐身装置与某涡扇型发动机地面联合试验的设备组成与试验方法,分析了风扇形吸波导流体的隐身原理。通过实验,确定了吸波导流体对进气道气动性能的影响,考验了由复合材料构成的隐身装置的结构强度。
雷诺数对轴流压气机稳定性的影响
王英锋, 胡骏
2004, 19(1): 69-73.
摘要 PDF(176KB) icon1721 icon549
摘要:
利用KochCC提出的"有效静压升系数法"估算了宽广雷诺数范围内的多级轴流压气机的不稳定边界。不同雷诺数条件下的计算结果表明,随雷诺数的降低,压气机的稳定性下降,下降的幅度取决于雷诺数及其本身的设计。本文采用的方法可以分析宽广雷诺数范围内各级和整台压气机的增压能力及稳定性,从而对高空低雷诺数下的压气机设计提供指导性的帮助。
飞机机身腹部与两侧进气道性能比较试验研究
张召明, 李志强, 丁克文
2004, 19(1): 74-80.
摘要 PDF(417KB) icon1420 icon496
摘要:
通过高低速风洞试验,对比迎角和侧滑角对机身腹部和机身两侧进气的进气道气动性能的影响。试验结果表明:在超音速来流状态下,当迎角增加到5°时,腹部进气道的气动性能改善,而两侧进气道的气动性能几乎不变;在亚音速来流状态下,当迎角从6°逐渐增加到所试验的值(高亚音速为12°,低速为30°),两侧进气道的气动性能逐渐明显变差,而腹部进气道的气动性能对迎角并不敏感,基本能保持无迎角时的性能;在高低速来流状态下,两种型式进气道的气动性能对所试验的侧滑角β(小于6°或9°)均不敏感。
雷诺数效应对小流量多级轴流压气机的性能影响
温泉, 梁德旺, 李逢春, 陈国智, 涂孟罴
2004, 19(1): 81-88.
摘要 PDF(209KB) icon1671 icon517
摘要:
通过试验和数值模拟,对一台设计压比为6,效率0.84的小流量轴流压气机进行了雷诺数效应的分析和研究。介绍了这台压气机在设计转速下的性能曲线、不同雷诺数下折合转速n=0.85的试验结果,以及二维平面叶栅和三维数值模拟分析结果。试验和数值模拟的分析表明,随着雷诺数降低,会增加附面层厚度,改变压气机的三维流场结构,降低压气机的性能。根据折合转速n=0.85的试验和数值模拟分析结果,对这台压气机在折合转速n=1.0性能进行了雷诺数修正。
单级大小叶片轴流压气机流动分析
张永新, 邹正平, 严明, 陈懋章
2004, 19(1): 89-93.
摘要 PDF(729KB) icon1467 icon460
摘要:
采用三维数值模拟手段,对低速大小叶片轴流压气机内的流动进行了分析。结果表明压气机内存在强烈的非定常流动;小叶片将大叶片通道分成的两个通道具有不同的流量和负荷,通道之间的负荷分配对于流动的非定常性会产生较大影响;小叶片的存在重新建立了大叶片通道内的压力平衡,起到了控制大叶片表面的流动和压力分布的效果。
几何参数对涡轮低压导向器变工况性能的影响
安柏涛, 韩万今, 王松涛, 王仲奇
2004, 19(1): 94-100.
摘要 PDF(390KB) icon1831 icon476
摘要:
在低速风洞上,对某型弹用涡扇发动机涡轮低压导向器原型和改型进行了变工况条件下的详细流场测量。与原型低压导向器相比,改型低压导向器多种几何参数发生了改变,主要包括采用优化的子午型线、正弯叶片、后部加载叶型以及前缘负冲角设计等,因此二者的冲角特性有较大差异。实验分别对两种导向器叶栅测量了3种工况条件,分别为正冲角工况、设计工况和负冲角工况,并对结果进行了对比分析。实验结果显示:改型不仅在设计工况下能量损失较小,而且具有较好的攻角适应性,表现为在所测工况范围内叶栅出口总压损失随工况的变化幅度很小,而原型出口损失则对冲角敏感,损失变化幅度相对较大。
涡轮低压导向器优化前后气动性能对比实验研究
安柏涛, 韩万今, 王松涛, 王仲奇
2004, 19(1): 101-107.
摘要 PDF(413KB) icon1498 icon494
摘要:
采用实验方法对某型弹用涡扇发动机涡轮低压导向器原型和改型进行了详细的低速风洞实验。改型在原型基础上增加了多种优化措施。针对低压导向器进口前的中间机匣过渡段具有较大子午扩张角的结构特点,改型采用了等速度梯度过渡曲线来改善机匣段的扩压流动。为了减少导向器叶栅内能量损失的增长,改型采用了正弯叶片、后部加载叶型以及其它综合措施。实验结果表明,改型低压导向器的气动性能显著提高,出口总压损失比原型相对减少14.7%,出口气流角沿叶高分布较原型均匀。几种减少损失的方法得到了合理的匹配。
多级轴流压气机非设计性能的数值预估
刘前智
2004, 19(1): 108-112.
摘要 PDF(289KB) icon1546 icon490
摘要:
采用LU-SGS隐式解法以及叶排间掺混面模型数值模拟压气机三维粘性流动,研究了多级轴流压气机的设计与非设计状态性能的预估问题。对一台五级高压压气机进行了详细的流场数值计算,包括了设计转速的100%,90%及80%等多个转速及各种工作状态。结果表明,本文所建立的数值方法与计算机程序对多级轴流压气机各种非设计状态的计算都具有收敛容易和快速的优点,计算得到的压气机总性能和各分级性能与设计参数进行了对比,证明该方法和程序的预估结果是比较准确的。根据设计转速下的计算结果,预估了压气机设计点的喘振裕度。此外,还对不同状态下叶片进口气流角的变化进行了分析。
非定常环境中叶栅总压恢复系数的数值研究
闫朝, 季路成, 于海力, 徐建中
2004, 19(1): 113-117.
摘要 PDF(678KB) icon1264 icon484
摘要:
利用以Ni格式和隐式双时间步法求解二维非定常N-S方程为基础的数值模拟方法研究了流动的非定常性对涡轮叶栅总压恢复系数的影响,并与文中提出的定常模型和准定常模型进行了对比。结果发现,非定常流动能够提高叶栅的总压恢复系数,但这是建立在与准定常流相比较的层面上,而和定常流比较时,非定常流只会使总压恢复系数下降。
后部加载叶型直叶片和弯叶片叶栅中能量损失变化的实验研究
周逊, 韩万金, 吕智强
2004, 19(1): 118-125.
摘要 PDF(451KB) icon1656 icon469
摘要:
在环形叶栅低速风洞上,详细测量了具有后部加载叶型的常规直叶片和弯扭叶片栅能量损失由栅前至栅后的发展。实验结果表明损失的增长主要发生在前缘和尾缘附近,提高此类叶栅流动效率的关键是前缘圆直径、尾缘逆压段长度与逆压梯度值的匹配以及沿叶高静压系数分布规律的选择。
某汽轮机弯曲叶片级的改型计算及流动分析
杨爱玲, 姚征, 吴其林, 钟刚云
2004, 19(1): 126-130.
摘要 PDF(399KB) icon1747 icon485
摘要:
在四种不同弯曲静叶方案下利用CFD流场计算软件NUMECA对某汽轮机弯曲叶片级的内部三维流场进行了数值模拟。根据数值研究结果分析了不同弯静叶方案下级内流动特性、气流参数的变化,给出了四种静叶方案的级效率。研究表明本文采用的弯导叶方案没有提高级效率。本文最后分析了叶片弯曲对静叶栅内马蹄涡位置与流动结构的影响。
自适应直角坐标网格方法在对流换热数值模拟中的应用
孙纪宁, 陶智, 徐国强, 丁水汀
2004, 19(1): 131-136.
摘要 PDF(906KB) icon1501 icon484
摘要:
复杂几何边界是对流换热计算面临的主要难点之一。自适应直角坐标网格方法可以比较方便的处理复杂几何边界,但其应用目前主要集中于可压无粘流的Euler方程、可压粘性流的Navier-Stokes方程的外部绕流计算。本文应用自适应直角坐标网格方法计算了两个不可压内流对流换热算例,并把计算结果同商用CFD软件STAR-CD的计算结果进行了对比。自适应直角坐标网格方法在本文的两个算例中得到了同STAR-CD一致的结果。这说明采用该方法数值模拟对流换热问题是适用的。
飞机机翼表面霜状冰结冰过程的数值模拟
张大林, 陈维建
2004, 19(1): 137-141.
摘要 PDF(762KB) icon1719 icon489
摘要:
提出了一种处理结冰后结冰表面固壁区域移动的移动边界技术,结合欧拉坐标系下空气-过冷水滴两相流动控制方程的计算,对霜状冰的结冰过程进行了数值模拟,得到了NACA0012机翼在0°和4°攻角下机翼表面结冰后形成的冰形,与文献中的实验数据对比,表明本文的方法是可行和有效的。
三旋流器头部燃烧室拓宽燃烧稳定工作范围的研究
袁怡祥, 林宇震, 刘高恩
2004, 19(1): 142-147.
摘要 PDF(799KB) icon1707 icon591
摘要:
对有三旋流器的单头部燃烧室进行了燃烧性能的实验研究,进行了慢车工况的贫油熄火过程及大工况的冒烟性能的研究。研究的因素考虑了不同的头部油气比(余气系数)及喷嘴形式(单或双油路)。研究结果表明:头部余气系数小时改善了贫油熄火油气比;同时,三旋流器与双油路离心喷嘴组合方案的试验表明,这种方案基本上能满足拓宽燃烧稳定工作范围的要求,但其冒烟与要求相比,其性能已与要求值相接近,在这方面尚需进一步改善。
侧壁有出流孔的通道流场数值模拟
蔡卫军, 宋晓伟, 刘松龄, 刘高文
2004, 19(1): 148-152.
摘要 PDF(783KB) icon1463 icon453
摘要:
用商业CFD软件(Fluent6.0)对简化后的涡轮叶片冷气通道进行数值模拟,着重研究出流孔上、下游各通道截面内的流动规律。结果表明:出流孔的抽吸作用,使得通道有孔一侧的气流速度相对较高。孔上游通道内的气流,沿主流方向逐渐加速;流经出流孔后,通道内的流速急剧下降,甚至会出现局部低速区。计算结果与实验测量结果符合很好,表明可以利用成熟的CFD商业软件研究该类流动现象。
航空发动机控制系统中的增广LQR方法
杨刚, 孙健国, 李秋红
2004, 19(1): 153-158.
摘要 PDF(780KB) icon1688 icon517
摘要:
采用一种增广LQR方法,将原系统状态的导数和指令跟踪的误差作为增广的状态向量,使设计出来的多变量系统不仅具有LQR的好的鲁棒性,而且在用于指令跟踪时能消除稳态误差。当状态量不是全部可测时,本文采用降维观测器得到一种准最优的增广LQR方法,其性能比LQG方法有显著改善,能满足航空发动机多变量控制系统的设计要求。最后,数字仿真验证了本文提出的方法。
推进系统优化控制模式研究
袁春飞, 孙健国, 熊智, 李松林
2004, 19(1): 159-163.
摘要 PDF(741KB) icon1502 icon448
摘要:
在不同的飞行任务段采用不同的优化控制模式,能够充分发挥发动机的性能潜力,提高飞机性能。利用机载自适应模型,使优化控制模式具有自适应能力。优化过程采用线性规划(LP)方法结合发动机的物理响应过程来解决非线性的发动机性能优化问题。文中阐述了优化控制的设计和控制算法,并进行了数字仿真试验,结果表明:在平飞加速工况下,采用最大推力模式,可提高发动机推力约10%;在亚音速巡航时,采用最小油耗模式,可节省单位油耗约2%,验证了推进系统优化控制模式的性能效益。
某型涡扇发动机控制系统传感器故障诊断研究
许秀玲, 郭迎清, 王镛根, 缑林峰
2004, 19(1): 164-168.
摘要 PDF(702KB) icon1607 icon500
摘要:
研究利用卡尔曼滤波器及多重故障假设检验方法来检测某发动机控制系统传感器硬、软故障,并实现故障传感器的输出重构。给出了传感器故障诊断原理及算法,针对传感器常见典型故障进行了故障诊断过程仿真。仿真结果表明,所研究的方法能及时、有效的检测到故障传感器,并对其进行隔离和重构,没有发生误报和漏报现象。

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