曹冲
- 作品数：6 被引量：35H指数：5
- 供职机构：北京航空航天大学能源与动力工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：航空宇航科学技术更多>>
- 高负荷弯掠叶片力学模型与应力抑制研究被引量：2
- 2016年
- 几何构型对叶片应力的影响规律是高负荷弯掠叶片应力优化的关键。建立了带有弯掠与扭曲结构特征参数的叶片力学模型,研究了掠形与扭转构型对叶片应力分布的影响。结果表明:弯掠造成的附加弯矩与叶型截面形心位置紧密相关,弯曲应力极值可能出现在叶型前缘、尾缘和叶背中部三个区域;扭转造成的附加扭矩的大小由叶尖到叶根逐渐增加,在叶片自然扭曲率较小时,附加扭矩为负方向,其作用致使叶片解扭;对于典型弯掠叶片,其离心力作用下的径向力载荷决定着自身的截面平均应力水平,而附加弯矩和扭矩载荷决定着截面的应力分布形式。在给定的叶型条件下,可通过掠形方式的调整使附加弯矩与扭矩相抵消,降低叶片峰值应力30%以上。
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- 关键词：弯掠叶片应力分布
- 涡轴发动机涡轮级间支承结构设计关键技术被引量：9
- 2014年
- 高效、稳定的涡轮级间支承结构需要先进的设计技术予以支持。考虑涡轮级间支承结构处于高温、多种载荷的工作环境,以及先进涡轴发动机的设计需求,提出了结构设计的基本原则,如小热应力和热变形低,隔振性能良好,极限状态下的安全性好。在此基础上,对几种典型的涡轴发动机涡轮级间支承结构进行了分析与对比,确定了结构多功能、结构变刚度质量分布、连接稳定性和结构与动力学一体化等设计是先进级间支承结构设计的关键技术与发展方向。
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- 关键词：涡轴发动机涡轮导向器稳定性安全性
- 齿轮传动涡扇发动机低压转子结构与动力学分析被引量：5
- 2015年
- 选取齿轮传动涡扇发动机低压转子为研究对象，以结构效率评估参数量化其动力学特性．通过建立低压转子简化模型，对低压转子关键结构参数（即支承方案、支点支承刚度）对其动力学特性的影响规律进行了研究，阐明了低压转子结构参数与其动力学特性的关系，并对其支承方案及支承刚度进行了优选设计．当低压转子支承方案为1-0-1，两支点支承刚度分别为5．84×10^7N／m和5．90×10^7N／m时，转子动力学性能较优，此时转子角向抗变形能力较好，前两阶临界转速分布满足共振裕度设计要求，且分布于小的转速区间内．
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- 关键词：低压转子
- 航空发动机整机结构效率评估参数与计算方法被引量：8
- 2016年
- 根据航空发动机整机结构系统功能和设计要求,对整机结构效率内涵进行了详细阐述,基于整机载荷特征,建立了从抗变形能力和力学环境适应能力两方面对整机进行结构效率评估的参数体系.通过对转静间隙变化量、应变能分布系数、敏感度系数等评估参数归一化方法及结构效率系数运算法则的建立,明确了结构效率的分析流程.以某小涵道比涡扇发动机为对象进行结构效率评估,详细给出了结构效率的计算过程.针对该小涵道比涡扇发动机的另一种结构方案2,基于结构效率评估方法进行评估并与原结构方案进行了对比分析,结果表明:原结构方案在抗变形能力和力学环境适应能力两方面均优于结构方案2,结构效率系数比结构方案2高出0.11,初步验证了结构效率评估方法的工程实用性.
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- 关键词：航空发动机
- 齿轮传动风扇发动机转子系统结构与动力学分析被引量：10
- 2015年
- 考虑齿轮传动风扇发动机(GTF)风扇转子与低压转子的耦合关系,提出了转子系统简化整体模型,针对该模型给出了GTF发动机转子系统的临界转速计算方法.揭示了整体模型与单转子模型临界转速计算结果的差异,以及典型力学特征参数对GTF转子系统临界转速与模态特征的影响.计算结果表明:相比考虑耦合关系的整体模型,将风扇转子与低压转子分开计算会导致转子系统固有频率值偏移及部分临界转速丢失;齿轮箱安装支承刚度增大会使得系统临界转速上升,保持安装刚度大小在106 N/m量级以下可使系统动力特性较优;传扭轴段刚度与齿轮径向啮合刚度对系统动力特性影响较小.
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- 关键词：动力特性简化模型临界转速
- 航空发动机承力系统结构效率评估方法被引量：11
- 2016年
- 针对航空发动机承力系统结构与力学特征,结合承力系统结构功能和设计要求,提出了承力系统的结构效率评估方法.通过应力分布系数、等效比刚度、刚度温度敏感度、振动位移传递系数等参数来评估结构的承载能力、抗变形能力、力学环境适应能力.以涡桨发动机涡轮级间承力框架的两种结构设计方案为对象,进行了结构效率的评估.结果表明:方案A结构效率比方案B高39.6%,所选各结构效率评估参数均位于合理水平,能够定量反映出两方案的结构设计特点与优劣所在,验证了该评估方法的有效性.
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- 关键词：航空发动机优化设计
