航空发动机大修过程中关键部件清理技术研究

发布时间：2017-09-19 00:37

  本文关键词：航空发动机大修过程中关键部件清理技术研究

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【摘要】：机匣作为整个发动机的基座，是航空发动机的重要零件之一。在发动机大修的过程中，机匣表面涂层都是需要先进行清除，然后重新附着。在清除涂层的过程中，需要一种能够保证高速有效的清除涂层，同时又对机体本身不产生损伤的加工工艺和方法，这里我们采用磨料水射流的方式来满足需求。 本文利用FLUENT软件，对水射流喷嘴内外流场进行了详细的分析，主要研究了喷嘴收缩角，聚焦管长度，喷嘴出口直径对水射流流场特性的影响，并进行涂层去除试验。分析得出如下结论： 水射流喷嘴收缩角选择在15°为最佳，，聚焦管长度选择在95mm左右为最佳，在压力足够的情况下选取较大的喷嘴直径。 工件涂层的去除速度与靶距的大小和进给速度的大小成反比关系，与水射流压力的大小成正比关系；喷射角度为75°左右时去除效果最佳；涂层去除速度随着磨料供给速度的增大先增大后减小，在450g/min时效果最佳；磨料颗粒度为80#时去除效果最好。 通过生产作业试验研究发现，作业压力、进给速度与靶距这三个重要参数对涂层去除质量有密切的关系。压力为30MPa时，涂层去除速度为7.8mm2/s，去除效率为3381mm2/kW·h；压力40MPa时，涂层去除速度为28.5mm2/s，去除效率为8023mm2/kW·h；压力50MPa时，涂层去除速度为38.0mm2/s，去除效率为7655mm2/kW·h；压力60MPa时，涂层去除速度为45.0mm2/s，去除效率为6896mm2/kW·h。从提高涂层去除速度这一方面考虑，作业压力越大，则速度越快。但考虑到压力越大，成本也越高，所以按照涂层去除效率来考虑，作业压力可以选择在40-50MPa，靶距15-20mm，进给速度5mm/s。
【关键词】：机匣 FLUENT 涂层 磨料水射流 清理
【学位授予单位】：沈阳航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V263.6
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-12
• 第1章 绪论12-17
• 1.1 引言12-13
• 1.2 水射流技术现状概述13-15
• 1.2.1 国外研究现状14
• 1.2.2 国内研究现状14-15
• 1.3 本课题研究目标及工作内容15-17
• 1.3.1 本课题研究目标15
• 1.3.2 本课题研究内容15-17
• 第2章 磨料水射流理论基础17-33
• 2.1 水射流理论基础17-23
• 2.1.1 射流流体力学基础知识17-18
• 2.1.2 射流结构与基本参数18-23
• 2.2 磨料射流装置23-27
• 2.2.1 供料系统23-24
• 2.2.2 磨料喷头24-25
• 2.2.3 磨料25-26
• 2.2.4 加工机理分析26-27
• 2.3 计算流体力学数值模拟工具27-28
• 2.3.1 GAMBIT 软件27-28
• 2.3.2 FLUENT 软件28
• 2.3.3 Tecplot 软件28
• 2.4 CFD 求解步骤28-31
• 2.4.1 网格划分28-29
• 2.4.2 选择求解器及运行环境29-30
• 2.4.3 确定计算模型30-31
• 2.5 本章小结31-33
• 第3章 水射流喷嘴流场分析及结构参数优化研究33-46
• 3.1 喷嘴内部流场模拟分析33-39
• 3.1.1 喷嘴物理结构33
• 3.1.2 网格划分33-34
• 3.1.3 数学模型34-36
• 3.1.4 边界条件设置36
• 3.1.5 仿真参数设置36
• 3.1.6 仿真结果及分析36-39
• 3.2 喷嘴结构对流场性能的影响39-45
• 3.2.1 锥形角角度对流场性能的影响40-42
• 3.2.2 聚焦管长度对流场性能的影响42-44
• 3.2.3 出口直径对流场性能的影响44-45
• 3.3 本章小结45-46
• 第4章 喷嘴外部流场的仿真46-56
• 4.1 喷嘴结构外流场的自由射流模拟46-49
• 4.1.1 网格划分46
• 4.1.2 模型选择与参数设置46
• 4.1.3 仿真结果分析46-49
• 4.2 喷嘴结构外流场的冲击射流模拟49-51
• 4.2.1 网格划分49
• 4.2.2 参数选择与参数设置49-50
• 4.2.3 仿真结果分析50-51
• 4.3 靶距对流场的影响51-53
• 4.4 入射角度对流场的影响53-55
• 4.5 本章小结55-56
• 第5章 机匣涂层清理试验研究56-68
• 5.1 试验设备56
• 5.2 试验方案56-58
• 5.3 磨料水射流工艺参数对涂层去除质量影响试验研究58-62
• 5.3.1 试验目的58
• 5.3.2 试验结果分析58-62
• 5.3.3 结论62
• 5.4 生产作业中不同参数对涂层去除效率的试验研究62-67
• 5.4.1 试验目的62-63
• 5.4.2 试验结果分析63-65
• 5.4.3 结论65-67
• 5.5 本章小结67-68
• 结论68-70
• 参考文献70-73
• 致谢73-74
• 攻读硕士期间发表（含录用）的学术论文74

【参考文献】

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本文编号：878493