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某型二冲程航空活塞发动机缸头热负荷研究 被引量：5
1
作者 陈丙伟 陈伟 张晨 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2018年第11期58-63,92,共7页
某型二冲程航空活塞发动机缸头的冷却形式为风冷,影响缸头热负荷的主要因素包括缸头外部冷却空气流速、缸头燃烧室内燃气温度。以某型二冲程航空活塞发动机缸头为对象,研究缸头在极限工况下的热负荷,分析缸头温度场分布特点,为缸头的散... 某型二冲程航空活塞发动机缸头的冷却形式为风冷,影响缸头热负荷的主要因素包括缸头外部冷却空气流速、缸头燃烧室内燃气温度。以某型二冲程航空活塞发动机缸头为对象,研究缸头在极限工况下的热负荷,分析缸头温度场分布特点,为缸头的散热片结构优化设计提供参考依据。以缸内燃气瞬时温度和缸内燃气瞬时传热系数为基础,利用经验公式计算了缸内燃气与缸头内壁的换热边界条件以及缸头外部与冷却空气的换热边界条件。利用有限元数值仿真分析软件对某型二冲程航空活塞发动机缸头热负荷进行了仿真计算,获得缸头的温度场分布。通过对发动机进行地面台架试验测取了缸头在该工况下的特征点温度,试验测量值与仿真值对比,可见仿真结果与试验的误差小于5%,满足工程需要。 展开更多
关键词 二冲程航空活塞发动机 缸头 换热边界条件 热负荷
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航空发动机高压转子试验模型的动力学相似设计 被引量：6
2
作者 缪辉 臧朝平 +1 位作者 王晓伟 张根辈 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第10期2340-2348,共9页
为了获得能够替代航空发动机转子原型进行动力学试验的模型,提出了发动机转子系统试验模型的动力学相似设计方法。采用相似理论推导了转子系统缩比模型的动力学相似准则,继而建立缩比模型与原型的动力学相似关系。通过动力学优化方法对... 为了获得能够替代航空发动机转子原型进行动力学试验的模型,提出了发动机转子系统试验模型的动力学相似设计方法。采用相似理论推导了转子系统缩比模型的动力学相似准则,继而建立缩比模型与原型的动力学相似关系。通过动力学优化方法对转子缩比模型的动力学等效模型进行修正,目标函数由固有频率、临界转速和振型组成。以双转子发动机高压转子系统的动力学相似设计为例,通过有限元仿真对设计方法的有效性进行了验证。结果表明,在设计转速范围内,动力学相似模型与原型的前两阶临界转速相似误差分别为3.92%和0.86%,对应振型的相关性均>0.98,且模型与原型的模态应变能分布基本一致。通过该方法获得的动力学相似模型能够较好地预测原型的动力学特性,并有效降低模型试验的成本和难度。 展开更多
关键词 航空发动机 转子系统 动力学相似 模型试验 相似准则 模型修正
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航空发动机低压转子系统的动力学相似设计方法 被引量：10
3
作者 缪辉 臧朝平 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期766-776,共11页
提出了航空发动机转子系统动力学相似设计方法,以便采用模型替代实际结构对其动力学特性进行研究。基于转子系统的动力学等效原则,通过动力学优化方法建立全尺寸原型的相似等效模型。综合采用方程分析和量纲分析推导转子系统的动力学相... 提出了航空发动机转子系统动力学相似设计方法,以便采用模型替代实际结构对其动力学特性进行研究。基于转子系统的动力学等效原则,通过动力学优化方法建立全尺寸原型的相似等效模型。综合采用方程分析和量纲分析推导转子系统的动力学相似准则,并根据转子设计参数的相似关系建立相似等效模型的缩比模型。基于模型修正方法对三维设计模型的相似误差进行修正,得到预测精度较高的动力学相似模型。以双转子发动机低压转子试验模型的动力学相似设计为例,通过有限元仿真对动力学相似设计方法的有效性进行了验证。结果表明:在设计转速范围内,通过该方法得到的动力学相似模型能够有效预测全尺寸原型的临界转速和不平衡响应,前三阶临界转速的相似误差分别为3.09%、1.75%和0.31%,对应振型的相关性均大于0.93。该方法具有较高的实用价值,可为发动机整机动力学相似设计提供参考。 展开更多
关键词 动力学相似 转子系统 模型试验 相似准则 相似关系 模型修正
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基于压电分支阻尼技术的航空发动机叶片振动抑制方法研究 被引量：8
4
作者 周标 柯宏威 +2 位作者 陈旭 臧朝平 金瑶 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期209-215,222,共8页
开展基于压电分支阻尼技术的叶片振动抑制方法研究。首先,对于叶片结构和压电陶瓷构成的机电耦合系统,研究其有限元动力学建模方法及模型减缩技术;其次,分析了经典的谐振分支电路以及含负电容的电感-电阻分支电路的原理和方法;最后,实... 开展基于压电分支阻尼技术的叶片振动抑制方法研究。首先,对于叶片结构和压电陶瓷构成的机电耦合系统,研究其有限元动力学建模方法及模型减缩技术;其次,分析了经典的谐振分支电路以及含负电容的电感-电阻分支电路的原理和方法;最后,实际构建上述压电分支电路,重点研究了大电感和负电容的物理实现方法,并通过实验考察压电分支阻尼对某型航空发动机压气机叶片结构振动抑制的效果。实验结果表明:该建模及分析方法引入了压电陶瓷“等效电容”的概念,能够准确地预测叶片-压电陶瓷机电耦合系统的动力学特性,具备处理实际复杂叶片结构的能力;谐振分支电路在抑制叶片单阶模态振动方面效果显著,负电容的引入能够有效地增强压电分支阻尼效应。 展开更多
关键词 压电分支阻尼 叶片振动抑制 谐振分支电路 集成电感 负电容
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考虑湿热老化的复合材料机匣包容性试验与数值分析 被引量：1
5
作者 郑竟波 张颖 +5 位作者 姜文龙 韦林 迟雪 伊文昭 刘璐璐 陈伟 《应用数学和力学》 北大核心 2025年第5期661-675,共15页
为获得碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)机匣在服役环境下的包容特性,对其分别进行了湿热老化前后的两次高速冲击弹道试验,并建立了对应的机匣吸湿率分区湿热试验仿真模型与有限元高速冲击数值仿真分析模型.结果表明:湿热老化作用对于CFR... 为获得碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)机匣在服役环境下的包容特性,对其分别进行了湿热老化前后的两次高速冲击弹道试验,并建立了对应的机匣吸湿率分区湿热试验仿真模型与有限元高速冲击数值仿真分析模型.结果表明:湿热老化作用对于CFRP机匣的抗冲击能力及能量吸收能力均有显著影响.在高速冲击下,未湿热老化机匣的抗冲击能力及能量吸收能力优于湿热老化机匣.高速冲击下,CFRP机匣的损伤形式主要以纤维和基体的拉伸失效为主,伴随着一定数量的纤维压溃和面内剪切失效,压缩失效基本没有出现,损伤出现在冲击区域附近,并沿机匣轴向与周向扩展.此外,吸湿层的基体拉伸失效面积显著大于未老化层的基体拉伸失效面积,验证了湿热老化作用下基体力学性能的退化. 展开更多
关键词 航空发动机 抗冲击特性 复合材料机匣 湿热老化 弹道试验
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考虑湿热老化的单向纤维增强复合材料纵向脱黏行为的数值模拟
6
作者 伊文昭 刘璐璐 +1 位作者 徐凯龙 陈伟 《复合材料科学与工程》 北大核心 2025年第2期46-53,共8页
通过ABAQUS计算软件对干态和湿热老化后的断裂纤维尖端周围的纵向脱黏行为进行研究。提出双线性牵引-分离定律与库仑滑动摩擦定律耦合来建立纤维/基体界面本构模型。结果表明:树脂的塑性性能和应变软化效应对界面脱黏行为同样有很大的影... 通过ABAQUS计算软件对干态和湿热老化后的断裂纤维尖端周围的纵向脱黏行为进行研究。提出双线性牵引-分离定律与库仑滑动摩擦定律耦合来建立纤维/基体界面本构模型。结果表明:树脂的塑性性能和应变软化效应对界面脱黏行为同样有很大的影响,通常树脂应变软化效应越好,界面处越难脱黏;湿热老化使界面的性能下降,导致界面更低的应力传递能力,加快了界面剥离,产生更长的脱黏区域;湿热老化降低了相邻纤维上的最大应力集中系数(SCF),证实了差的界面在应力传递方面效率低下。干态下,高的应力集中系数往往会导致相邻纤维更容易发生断裂,纤维断裂快速扩展。该研究为更好地理解各种力学性能参数对纤维/基体界面的纵向脱黏行为以及湿热对单向CFRP纵向拉伸破坏的影响提供了依据。 展开更多
关键词 纤维/基体界面 微观力学 湿热老化 脱黏行为 应力集中系数 有限元分析 复合材料
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螺旋翅片结合PCM的电池热管理研究
7
作者 赵伟康 龚振 唐豪 《电源技术》 北大核心 2025年第2期367-373,共7页
为了改善相变材料(PCM)热管理系统中相变材料导热系数过低的缺陷,添加新型螺旋翅片来提高散热能力。采用Fluent数值模拟研究了螺距、厚度、宽度对翅片散热性能的影响。研究了接触面积、翅片体积相同时,螺旋翅片与纵向、横向翅片散热性... 为了改善相变材料(PCM)热管理系统中相变材料导热系数过低的缺陷,添加新型螺旋翅片来提高散热能力。采用Fluent数值模拟研究了螺距、厚度、宽度对翅片散热性能的影响。研究了接触面积、翅片体积相同时,螺旋翅片与纵向、横向翅片散热性能的差异,并对翅片进行优化。研究表明,螺旋翅片可以有效降低电池的工作温度,延长电池工作时间,翅片的螺距、宽度、厚度分别为25、4、2 mm时,电池能在3 C下工作8724 s,工作时间较单一PCM结构的电池延长了27%;螺旋翅片的散热能力优于纵向、横向翅片;优化后双矩形螺旋翅片在不影响工作时间的同时,使电池最高温度降低了0.26 K。 展开更多
关键词 数值模拟 相变材料 螺旋翅片 热管理
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考虑分层损伤的平纹编织SiC/SiC带孔板-金属销钉连接结构失效分析
8
作者 陈强 张盛 +2 位作者 冯雨春 高希光 宋迎东 《航空动力学报》 北大核心 2025年第5期89-99,共11页
为探究陶瓷基复合材料(CMC)机械连接结构在航空发动机中的应用潜力,采用试验与数值模拟相结合的方法研究了平纹编织SiC/SiC带孔板-金属销钉连接结构在拉伸状态下的失效模式与破坏过程,并通过数字图像相关(DIC)技术实时观测试件变形与失... 为探究陶瓷基复合材料(CMC)机械连接结构在航空发动机中的应用潜力,采用试验与数值模拟相结合的方法研究了平纹编织SiC/SiC带孔板-金属销钉连接结构在拉伸状态下的失效模式与破坏过程,并通过数字图像相关(DIC)技术实时观测试件变形与失效过程。试验结果表明:结合分层损伤的剪切破坏是连接结构主要的失效形式。基于内聚力模型(CZM),使用渐进损伤分析方法(PDA)预测了平纹编织SiC/SiC带孔板的失效载荷、失效模式及分层损伤,预测结果与试验结果吻合,失效载荷预测误差小于10%,表明了数值模型对结构失效分析的有效性。 展开更多
关键词 平纹编织SiC/SiC 连接结构 内聚力模型 渐进损伤分析 分层损伤
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增材制造点阵结构抗高速冲击性能试验与仿真研究
9
作者 付鑫强 谢志浩 +4 位作者 刘璐璐 任毅 赵振华 罗刚 陈伟 《振动与冲击》 北大核心 2025年第9期241-249,共9页
通过试验与仿真方法研究了增材制造钛合金点阵结构的准静态/动态压缩力学性能与破坏形貌,验证了增材制造钛合金动态本构模型;利用空气炮系统开展了点阵结构的高速冲击试验,建立了点阵结构宏细观结合的数值仿真模型。结果表明:点阵结构... 通过试验与仿真方法研究了增材制造钛合金点阵结构的准静态/动态压缩力学性能与破坏形貌,验证了增材制造钛合金动态本构模型;利用空气炮系统开展了点阵结构的高速冲击试验,建立了点阵结构宏细观结合的数值仿真模型。结果表明:点阵结构在准静态/动态压缩载荷下主要表现为剪切损伤;在动态压缩载荷作用下结构表现出明显的应变率强化效应;所采用的增材制造钛合金动态本构模型能有效模拟点阵结构的准静态/动态压缩性能与应变率强化效应;在高速冲击作用下,点阵结构主要表现为冲击区域的剪切破坏和压溃损伤;宏细观结合的数值仿真方法能够显著减少计算时长并有效模拟点阵结构在高速冲击过程中的损伤。 展开更多
关键词 增材制造 点阵结构 准静态压缩 抗冲击性能 数值仿真
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直接烧结6H-SiC氧化机理的实验研究与分子动力学模拟 被引量：1
10
作者 张悦 江荣 +4 位作者 张磊成 陈西辉 高希光 孙志刚 宋迎东 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期28-38,共11页
采用管式炉对直接烧结SiC在1200℃、1300℃和1400℃静止空气气氛下分别氧化1 h、5 h、12 h、24 h,使用热重分析仪分析质量变化曲线,用掠入射X射线衍射仪、场发射扫描电镜以及能谱仪表征氧化产物,揭示氧化机理;使用分子动力学软件LAMMPS... 采用管式炉对直接烧结SiC在1200℃、1300℃和1400℃静止空气气氛下分别氧化1 h、5 h、12 h、24 h,使用热重分析仪分析质量变化曲线,用掠入射X射线衍射仪、场发射扫描电镜以及能谱仪表征氧化产物,揭示氧化机理;使用分子动力学软件LAMMPS在反应力场下模拟SiC的氧化行为。实验结果显示:直接烧结SiC的氧化遵循抛物线氧化规律,即氧化过程是由氧气向内扩散控制的,氧化过程可分为3个阶段;氧化层的形貌从最初的无定形SiO_(2)转变成球晶状SiO_(2)并伴随氧化速率的降低;随氧化时间的进一步增加,球晶特征转化为细晶结构并伴随氧化速率的升高;SiO_(2)结构转变以及氧化速率的改变与O_(2)通过氧化层的特定扩散形式有关。分子动力学模拟表明:6H-SiC的氧化是由O_(2)向内扩散控制的;6H-SiC高温氧化反应生成SiO_(2)的同时伴随着C元素向内聚积,C与O_(2)反应生成CO与CO_(2),最终以气泡的形式逸出。 展开更多
关键词 SIC 被动氧化 氧化机理 氧气扩散 分子动力学
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循环湿热老化对T700/TDE86碳纤维复合材料层间断裂韧度的影响 被引量：11
11
作者 徐凯龙 刘璐璐 +2 位作者 赵振华 双超 陈伟 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期40-48,共9页
对 T700/TDE86 碳纤维增强树脂基复合材料进行加速循环湿热老化实验,研究不同循环湿热老化天数对Ⅰ型张开以及Ⅱ型滑移两种层间断裂韧度的影响。结果表明:循环湿热老化之后的复合材料Ⅰ型层间断裂韧度出现明显的 R 曲线,且随着循环湿热... 对 T700/TDE86 碳纤维增强树脂基复合材料进行加速循环湿热老化实验,研究不同循环湿热老化天数对Ⅰ型张开以及Ⅱ型滑移两种层间断裂韧度的影响。结果表明:循环湿热老化之后的复合材料Ⅰ型层间断裂韧度出现明显的 R 曲线,且随着循环湿热老化天数的增加,裂纹初始扩展能量释放率(GIC,init)与裂纹稳态扩展能量释放率(GIC,prop)都获得了大幅提升;复合材料Ⅱ型层间断裂韧度随着循环湿热老化天数的增加,呈现阶梯状下降的趋势,而且在循环湿热老化前期,下降幅度最大,为 21.68%。 展开更多
关键词 循环湿热老化 复合材料 Ⅰ型层间断裂韧度 Ⅱ型层间断裂韧度
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高冷气温度下横向波纹隔热屏气膜冷却特性研究 被引量：4
12
作者 曾文明 谭晓茗 +2 位作者 张靖周 王健 邓远灏 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期866-875,共10页
通过三维数值模拟的方法分别研究了高冷气温度下吹风比、开孔率以及孔排布等气动参数和结构参数对加力燃烧室横向波纹隔热屏气膜冷却效率和流动特性的影响规律。结果表明:吹风比改变时相同流向截面处波峰的温度总是高于波谷的温度,且壁... 通过三维数值模拟的方法分别研究了高冷气温度下吹风比、开孔率以及孔排布等气动参数和结构参数对加力燃烧室横向波纹隔热屏气膜冷却效率和流动特性的影响规律。结果表明:吹风比改变时相同流向截面处波峰的温度总是高于波谷的温度,且壁面上温度呈现"锯齿状";随着吹风比的增加,隔热屏壁面冷却效率提高,在吹风比M=2.0时冷却效率达到最大值;当吹风比M≥1.5,气膜冷却效率逐渐递增,最后趋于平缓,且吹风比越大趋于平缓的流向间距越短;单位面积冷却流量相同时,气膜孔开孔率?=3.14%对隔热屏壁面的冷却效率最高,其次开孔率为?=2.18%;当单位面积冷却流量Gf≥3.990kg/(m^2·s)时,开孔率?=1.60%比开孔率?=4.90%时对隔热屏壁面的冷却效率高;相同单位面积冷却流量时,气膜孔流向间距增加,展向孔间距减小,气膜叠加效应积聚在壁面处形成有效的气膜层,使得冷却效率趋于一定值对应的流向间距短,气膜孔排布为展向间距p=4mm,流向间距s=6.25mm较其它气膜孔排布冷却效率要高。 展开更多
关键词 加力燃烧室 高冷气温度 横向波纹隔热屏 气膜冷却 冷却效率
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结构动力鲁棒优化设计方法综述 被引量：3
13
作者 许本胜 臧朝平 +1 位作者 缪辉 张根辈 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2019年第4期24-36,共13页
如何提高结构动力学性能的鲁棒性,以减小各种不确定性因素对设计结果的影响是当前学术界和工程界研究和关注的热点问题之一。该文阐述了结构动力鲁棒优化设计的基本概念,从基于Taguchi的方法、基于多目标优化的方法和基于响应面建模的... 如何提高结构动力学性能的鲁棒性,以减小各种不确定性因素对设计结果的影响是当前学术界和工程界研究和关注的热点问题之一。该文阐述了结构动力鲁棒优化设计的基本概念,从基于Taguchi的方法、基于多目标优化的方法和基于响应面建模的方法三个方面对结构动力鲁棒优化设计的研究进行了综述。以双转子为例,从结构的动力响应要求出发,采用响应面建模、多目标优化的方法进行了设计并与采用Taguchi方法得到的结果进行比较。结果表明,基于响应面建模、多目标优化的方法能够获得多个具有鲁棒性的设计方案,在处理具有不确定性的结构动力学问题时有着很大的应用潜力。最后,对当前方法和后续研究内容作了简要总结和展望。 展开更多
关键词 结构动力优化设计 鲁棒优化 Taguchi方法 多目标优化 响应面方法
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GH4169高温合金热机械疲劳循环损伤机理及数值模拟 被引量：5
14
作者 张禄 余志伟 +2 位作者 张磊成 江荣 宋迎东 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期871-883,共13页
在0.6%和0.8%应变幅下,对镍基高温合金GH4169开展了温度循环为350~650℃的同相位(IP)和反相位(OP)热机械疲劳(TMF)实验。分析了TMF迟滞回线、循环应力响应行为、疲劳裂纹萌生和扩展行为以及疲劳寿命。实验结果表明,TMF应力-应变曲线呈... 在0.6%和0.8%应变幅下,对镍基高温合金GH4169开展了温度循环为350~650℃的同相位(IP)和反相位(OP)热机械疲劳(TMF)实验。分析了TMF迟滞回线、循环应力响应行为、疲劳裂纹萌生和扩展行为以及疲劳寿命。实验结果表明,TMF应力-应变曲线呈现拉压不对称状态,高温半周有明显循环软化现象,相同应变幅状态下TMF寿命比峰值温度下的等温低周疲劳(LCF)寿命更短,且应变幅增大导致循环变形增大并降低疲劳寿命。结合断口分析发现,IP TMF裂纹表现为沿晶断裂,而OP TMF裂纹表现为穿晶断裂。最后使用Chaboche黏塑性模型模拟了TMF循环变形行为,模拟与实验结果较为吻合,能够反映TMF基本特征。 展开更多
关键词 镍基高温合金 热机械疲劳 循环变形 黏塑性模型 有限元模拟
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不同形状扰流柱对溢流层板腔内流动与换热特性的影响 被引量：1
15
作者 高宇 谭晓茗 单勇 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 北大核心 2019年第1期75-82,共8页
为了获得不同形状扰流柱对溢流层板流动与换热特性的影响,对溢流层板进行了三维流固耦合的数值模拟,重点研究了菱形、水滴形、椭圆形、圆形与正方形5种形状的扰流柱在不同射流雷诺数(Re_j=2 000—10 000)下对层板腔内流动和换热的影响... 为了获得不同形状扰流柱对溢流层板流动与换热特性的影响,对溢流层板进行了三维流固耦合的数值模拟,重点研究了菱形、水滴形、椭圆形、圆形与正方形5种形状的扰流柱在不同射流雷诺数(Re_j=2 000—10 000)下对层板腔内流动和换热的影响。研究结果表明:当扰流柱为水滴形时对应的溢流孔板面平均换热系数最高,扰流柱为菱形时对应的冲击板面平均换热系数最高,而对于扰流柱面,正方形扰流柱面平均换热系数最高;几种扰流柱形状对应的层板结构中,菱形扰流柱对应的层板结构综合换热能力最强,随射流雷诺数的增大几乎呈线性变化。 展开更多
关键词 平均对流换热系数 射流雷诺数 扰流柱 流固耦合
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扰流板对电池热管理系统冷却性能的影响研究 被引量：3
16
作者 王雨 唐豪 龚振 《电源技术》 CAS 北大核心 2022年第12期1393-1397,共5页
扰流板数量和安装位置可对空气冷却电池热管理系统冷却性能产生较大的影响。为了获得电池热管理系统的最佳冷却性能,运用CFD方法,研究了扰流板的数量、位置、高度、长度和倾斜角度对空气冷却电池热管理系统的冷却性能的影响。与无扰流... 扰流板数量和安装位置可对空气冷却电池热管理系统冷却性能产生较大的影响。为了获得电池热管理系统的最佳冷却性能,运用CFD方法,研究了扰流板的数量、位置、高度、长度和倾斜角度对空气冷却电池热管理系统的冷却性能的影响。与无扰流板模型相比,带有三块扰流板的电池组最高温度和最大温差分别降低了4.22和4.17 K。此外,当扰流板的倾斜角度为40°时,其冷却性能最佳。使用4扰流板模型分析了扰流板的高度和长度对电池组冷却性能的影响,结果表明,适当调节扰流板的高度和长度可对系统散热量产生较大的影响。所提出的带扰流板的电池热管理系统可以有效改善空气冷却散热系统的冷却性能。 展开更多
关键词 电池热管理 扰流板 锂离子电池 空气冷却
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环境温度对二维编织SiC/SiC复合材料拉伸性能的影响研究 被引量：1
17
作者 杜金康 于国强 +4 位作者 庞洋龙 张华军 梁小强 高希光 宋迎东 《推进技术》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期212-218,共7页
为了研究环境温度对陶瓷基复合材料拉伸性能的影响,在室温和800℃,1000℃,1200℃惰性气体保护环境下开展了二维编织SiC/SiC复合材料的拉伸试验。采用数字图像相关技术采集了高温环境下试件的变形数据。通过光学显微镜和扫描电子显微镜... 为了研究环境温度对陶瓷基复合材料拉伸性能的影响,在室温和800℃,1000℃,1200℃惰性气体保护环境下开展了二维编织SiC/SiC复合材料的拉伸试验。采用数字图像相关技术采集了高温环境下试件的变形数据。通过光学显微镜和扫描电子显微镜拍摄了试件的断口形貌。结果表明:800~1200℃内,二维编织SiC/SiC复合材料的拉伸应力-应变响应同样具有明显的双线性特征,初始线性段的弹性模量与室温测试结果相近,高温环境下第二线性段弹性模量低于室温环境;800~1200℃惰性气体环境下材料拉伸强度较室温环境低20%左右;温度主要影响材料中纤维与基体的结合状态和SiC纤维的强度。一方面,温度越高断口纤维拔出情况越严重;另一方面,温度越高SiC纤维强度越低,二维编织SiC/SiC复合材料强度也有所下降。 展开更多
关键词 航空发动机 陶瓷基复合材料 二维编织SiC/SiC复合材料 拉伸性能 断口形貌
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轴向冲击载荷下深沟球轴承的损伤及响应研究
18
作者 金峰 蔡振清 +3 位作者 谢志浩 刘璐璐 赵振华 陈伟 《航空动力学报》 北大核心 2025年第4期182-191,共10页
针对轴向冲击载荷下转子轴承的损伤和响应问题开展了研究,设计了一种试验室用模拟航空发动机轴承损伤试验台,并建立了基于plastic kinematic(PK)本构模型的轴承冲击有限元模型,研究了低、中、高这3种冲击速度下深沟球轴承的损伤和响应... 针对轴向冲击载荷下转子轴承的损伤和响应问题开展了研究,设计了一种试验室用模拟航空发动机轴承损伤试验台,并建立了基于plastic kinematic(PK)本构模型的轴承冲击有限元模型,研究了低、中、高这3种冲击速度下深沟球轴承的损伤和响应。结果表明:有限元仿真计算结果与试验误差在10%以内,随着冲击速度增大,轴承滚珠的损伤形式由细长的凹痕增大为区域型的凹坑,损伤产生的原因为由于变形引起的滚珠与轴承内外圈之间的挤压;不同速度的冲击过程中,最大应力总是出现在轴承滚珠上,且滚珠与轴承内外圈之间接触力及变化规律基本一致;保持架接合处和与滚珠接触的内圈位置为轴向载荷冲击下的塑性变形较大位置处。 展开更多
关键词 轴向冲击载荷 深沟球轴承 plastic kinematic(PK)本构模型 宏观损伤 动态响应
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含钛合金包边真实复合材料转子叶片鸟撞损伤试验与仿真
19
作者 姜文龙 韦林 +3 位作者 迟雪 刘璐璐 罗刚 陈伟 《推进技术》 北大核心 2025年第8期285-296,共12页
为探究金属-复合材料转子叶片前缘结构在鸟撞下的损伤状态以及金属包边和复合材料叶片之间胶合层的失效原理,分析金属和复合材料耦合情况下的损伤模式,针对含钛合金包边的碳纤维铺层复合材料转子叶片,展开含金属包边的复合材料叶片结构... 为探究金属-复合材料转子叶片前缘结构在鸟撞下的损伤状态以及金属包边和复合材料叶片之间胶合层的失效原理,分析金属和复合材料耦合情况下的损伤模式,针对含钛合金包边的碳纤维铺层复合材料转子叶片,展开含金属包边的复合材料叶片结构在不同撞击角度和撞击速度下的鸟撞瞬态响应的研究。通过高压空气炮系统,分别用两种不同撞击速度及两种撞击角度对同一片叶片进行连续撞击试验,采集叶片应变特性及试验前后振动特性,并对撞击后的叶片进行超声扫描检测内部分层损伤。同时,采用ABAQUS软件对试验全过程进行数值模拟,与试验进行对比验证。结果表明,钛合金包边在小角度鸟体撞击下能够有效提升叶片的抗冲击能力;然而,在大角度鸟撞冲击下,其无法有效吸收和分散强烈的垂直冲击,导致冲击力集中在叶片的前缘区域,并迅速传递至内部结构,叶片主体发生纵向撕裂,冲击力逐渐向叶片厚度方向传播,使纤维层发生局部分层和剥离;且随着鸟撞损伤的加大,叶片的整体刚度下降,材料的损伤(裂纹扩展、分层、纤维断裂)削弱了叶片的强度,复合材料的受力区域局部失效,固有频率降低。 展开更多
关键词 铺层复合材料 金属包边 胶结 鸟撞 振动特性
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富油燃烧/快速淬熄/贫油燃烧(RQL)燃烧室燃烧中间组分及火焰结构特征研究 被引量：5
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作者 陈坚 李建中 +3 位作者 翟维阔 彭剑勇 胡阁 成本林 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期2539-2547,共9页
为了研究主燃孔结构对RQL燃烧室燃烧中间组分及火焰结构特征的影响,在常温、常压及总油气比为0.032的状态下,保持掺混孔结构、主燃孔轴向位置和总面积不变,利用CH基和OH基自发辐射成像技术对采用三种不同结构主燃孔的RQL燃烧室燃烧中间... 为了研究主燃孔结构对RQL燃烧室燃烧中间组分及火焰结构特征的影响,在常温、常压及总油气比为0.032的状态下,保持掺混孔结构、主燃孔轴向位置和总面积不变,利用CH基和OH基自发辐射成像技术对采用三种不同结构主燃孔的RQL燃烧室燃烧中间组分进行试验研究。研究结果表明:在燃烧室工作状态不变的条件下,主燃孔结构的改变不会影响火焰的初始扩张角度。OH*和CH*反应了不同的油气比区域,且OH*的起始边界和截止边界较CH*滞后约4～8mm。同时结合两者的分布特征、面积及其标准差可以从宏观上反应出燃烧室的油气比变化历程、气流快速混合效果及化学反应剧烈程度。采用三种主燃孔结构均实现了富油-淬熄-贫油的燃烧过程,但主燃孔结构及单孔射流动量对燃烧室内气流混合和油气分布具有很大的影响。主燃孔采用交错排列及增大部分单孔射流动量,能有效地促进燃烧室内气流的快速混合,并在快速混合的同时伴随着强烈的化学反应过程。采用主燃孔相对排列时,减小单孔面积同时增加孔数虽然略微提高了气流的混合效果,但会造成全局化学反应强度的降低。 展开更多
关键词 燃烧室 主燃孔结构 自发辐射 燃烧中间组分 火焰结构
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