刘勇
- 作品数：8 被引量：18H指数：3
- 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：航空宇航科学技术一般工业技术理学更多>>
- 基于封严间隙的涡轮盘篦齿综合优化设计被引量：4
- 2019年
- 为了降低涡轮盘级间封严发生碰摩的风险,同时保证封严效率不降低和涡轮盘质量不增大,对涡轮盘结构进行优化设计。利用有限元法对稳态下涡轮篦齿径向间隙进行确定性分析,结果表明:3道篦齿的间隙不同;以灵敏度分析的方式确定影响篦齿间隙与涡轮盘质量的关键尺寸,并将其作为优化的设计变量;综合考虑载荷、材料性能、尺寸参数的不确定性和转子不平衡振动进行间隙概率分析,发现第3道篦齿有碰摩的风险;建立以减小前2道篦齿间隙、增大第3道篦齿间隙和不增加涡轮盘质量为约束条件的综合优化模型,并用NSGA-Ⅱ算法进行计算。优化结果表明:篦齿发生碰摩的风险降低了99.07%,涡轮盘质量减小了0.73%,在不同压比下流量系数减小了5.39%~6.01%,证明该综合优化方法可行。
- 陈志英汪宇峰刘勇赵连鹏
- 关键词：优化设计航空发动机涡轮盘篦齿封严
- 基于改进Taguchi方法的航空发动机装配成功率计算方法被引量：3
- 2018年
- 考虑到运用传统的Taguchi方法在进行公差分析和装配成功率计算时,在计算精度上的不足,无法满足航空发动机研制过程中公差设计高精度、高效率、短周期、多组成环等要求。针对该问题,文中提出一种基于改进的Taguchi方法的装配成功率计算模型。利用改进的Taguchi方法对统计数据的前四阶矩进行计算,并结合Pearson分布理论建立装配成功率的计算模型。在理论分析的基础上,以某型航空发动机涡轮转子的装配成功率为例进行计算。结果表明:与蒙特卡洛仿真结果对比,改进的Taguchi方法在对装配间隙的峰度进行估计时使相对误差由原来的19.38%降低到0.21%;用本文所提方法得出的装配成功率与蒙特卡洛仿真结果的相对误差仅为0.02%,计算结果验证了该方法的有效性。
- 陈志英刘勇周平刘广通
- 关键词：航空发动机公差分析
- 周向弹簧力分布对圆周密封装置密封性能的影响被引量：7
- 2021年
- 为了研究周向弹簧力分布形式对密封装置密封性能的影响,针对周向弹簧建立力学模型,分析周向弹簧力不均匀分布形式产生的原因,并对其不均匀分布的临界范围进行预测分析,建立泄漏预测模型对密封结构的密封性能进行研究。首先对密封装置主要结构进行受力分析,研究周向弹簧不均匀加载对密封结构变形的影响,再结合ANSYS软件对圆周密封装置主要部件进行结构-热耦合仿真计算,进而通过仿真分析验证理论分析的合理性。仿真结果表明:不均匀周向弹簧力产生的附加力矩使得密封环翘曲变形,主密封面径向接触间隙最大位置出现在密封环的接头区域;相比弹簧力分布均匀条件,当弹簧力分布形式的不均匀程度处于临界范围内时,接触间隙增加了24.52%,气体泄漏量增加了7.99%;当弹簧力分布形式的不均匀程度处于临界范围外时,接触间隙值呈倍数增加,气体泄漏量增加一个数量级。综上,周向弹簧力不均匀分布导致主密封面接触间隙值增加、密封结构气体泄漏量增加、密封装置密封性能下降。周向弹簧力的不均匀分布对密封装置的密封性能有较为严重的影响,在实际工程应用中应尽可能保证周向弹簧的不均匀分布程度处于临界范围内,避免由于弹簧卡滞使得密封结构密封性能下降。
- 运睿德陈志英刘勇张家远
- 基于改进田口试验法的装配公差分析被引量：3
- 2018年
- 针对传统的田口试验法在进行装配公差分析时只适用于组成环尺寸分布为正态的情况,且计算精度较低,无法满足航空发动机装配过程中高精度、高效率、短周期等要求的问题,提出一种改进的田口试验法,通过合理选择各组成环的水平值及相应的权重因子,将传统田口试验法的适用范围扩展到组成环尺寸分布为非正态的情况,并且能够较为准确地估计出封闭环尺寸变量的前四阶矩,结合Pearson分布理论构建了新的装配公差分析模型。在理论分析的基础上,通过计算某型航空发动机涡轮转子的装配成功率,验证了该方法的有效性。
- 陈志英刘勇周平刘广通
- 关键词：航空发动机公差分析装配尺寸链
- CFM56系列发动机风扇叶片设计特点分析被引量：1
- 2018年
- 风扇叶片是涡轮风扇发动机的重要部件,为涡扇发动机提供75%~80%的推力,其工作的好坏直接影响着发动机的性能。对CFM56系列发动机的风扇叶片的发展历程和不同时期的设计特点做一概括性分析,供航空发动机的相关从业人员参考。
- 陈志英郑家祥刘勇谷裕
- 关键词：风扇叶片设计特点
- 涡轮转子径向变形多目标协同稳健性优化
- 2018年
- 考虑到涡轮转子径向变形对涡轮叶尖径向间隙以及篦齿径向封严间隙的影响,提出涡轮转子径向变形多目标协同稳健性优化方法。利用基于Kriging模型的分布式协同响应面法(DCRSM)分别建立涡轮转子和涡轮篦齿的参数与径向变形间的响应面模型,并求解单目标下的稳健最优解。采用理想点法建立涡轮转子和篦齿径向变形多目标协同稳健性优化模型,并进行多目标协同稳健性优化求解。优化结果显示:提出的多目标协同稳健性优化方法与单目标稳健性优化方法相比涡轮转子和篦齿径向变形量的标准差分别降低了2.6%和4.9%。提出的方法为涡轮转子参数设定提供一定的参考。
- 陈志英周平刘勇
- 关键词：涡轮转子篦齿KRIGING模型
- 航空发动机直通型篦齿径向变形稳健性优化
- 2018年
- 为了降低参数不确定性对发动机直通型篦齿径向变形的影响,提出了一种基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)和概率分位数区间模型的稳健性优化方法。通过LS-SVM建立参数与篦齿径向变形的响应面近似模型,考虑到参数不确定性分布类型的差异性,采用概率分位数区间方法建立稳健性优化模型,对篦齿结构径向变形进行了稳健性优化设计。结果表明:优化后的篦齿结构径向变形概率分位数区间比优化前减少6%,参数灵敏度分析结果也验证了该优化方法的有效性。
- 陈志英李建福周平刘勇
- 关键词：径向变形最小二乘支持向量机稳健性
- 基于改进Taguchi法的航空发动机压气机装配间隙分析
- 2018年
- 为了解决Taguchi法在计算一次装配成功率时存在峰度值误差大、计算精度低、计算量大等问题,采用一种改进Taguchi法计算航空发动机压气机的装配成功率。将组成环尺寸作为改进Taguchi法封闭环的影响要素,利用分步正交的概念将组成环分组并求解部分装配响应函数,根据Pearson理论判断其分布类型,将部分装配响应函数作为组成环再次正交试验求得总体装配响应函数的分布类型,得到响应分布图并计算其装配率。利用极差法分析组成环各水平因素对于装配响应函数的影响。在改进Taguchi法的理论基础上,以航空发动机压气机级轴向间隙为实例,采用改进Taguchi法计算其装配成功率,应用蒙特卡洛法及Taguchi法进行对比分析,对比发现改进Taguchi法峰度误差由Taguchi法的12.46%降低到1.39%,验证了改进Taguchi法的有效性。
- 陈志英张兴森周平刘勇
- 关键词：压气机
