详细设计的阶段目标如下:
在方案设计的基础上权衡各方面要求,综合考虑技术、制造、质量、经济性和适航审定等因素,完成发动机总体、部件/系统的详细设计工作及发动机工艺和试制准备。
主要内容:
(1)部件详细设计
在气动设计方面,计算设计状态下发动机各截面的气动参数,确定发动机气流流路尺寸;进行叶片造型和流场计算;进行部件特性计算(考虑发动机本身抽气影响和冷气量的影响);确定为扩大工作范围和提高非设计点效率而采取的技术措施。
基于发动机冷却空气量与分配,进行热端部件温度场计算。
开展部件尺寸链计算,同轴度和转静子间的径向、轴向间隙计算,以及发动机重量、重心和惯性矩计算,进行发动机部件打样图设计,形成发动机部件装配分解程序和技术要求。
强度计算方面,在确定强度计算点、发动机工作载荷状态和零件强度设计状态后,进行叶片强度和振动、盘和盘鼓的强度及薄盘的振动、轴类零件强度、机匣强度与包容性、机匣和转子的低循环疲劳次数、齿轮强度、转子轴向力、部件转子临界转速和热端零件强度的计算与分析。
(2)发动机总体设计
考虑部件性能及特性,进行不同状态下发动机的热力计算:
1)考虑与不考虑安装损失的发动机特性计算(共同工作线和转速、温度、高度与速度等稳态特性)。
2)发动机过渡态性能计算、起动和加速性的分析与计算;
3)强度设计点的气动参数计算。
在部件打样图的基础上进行发动机总体结构设计,主要工作内容包括:
1)总体尺寸链和同轴度的计算,确定整机调整垫的位置和分组,审核部件尺寸公差、形位公差的合适性和径向、轴向间隙变化的合格性。
2)整机装配和分解程序与技术要求。(www.xing528.com)
3)各部件和主要组件分界面的结构和技术要求。
4)承力系统、轴承和联轴节的协调。
5)发动机内腔空气、滑油、燃油系统流路的设计及各封严装置设计。
6)工程图设计,形成发动机总体图、系统图、原理图、安装图、外形图、电气图及调整图、模型图和特殊图样等。
总体强度计算,主要内容有:
1)确定零件强度设计状态和发动机工作载荷状态。
2)发动机主要承力部件载荷计算。
3)发动机承力系统和轴承传力分析。
4)转子轴向力的计算与调整。
5)临界转速的计算与分析。
6)零件强度的补充计算。
(3)发动机系统设计
(4)发动机各系统线路与管路设计和附件布置
设计工具:总体性能计算软件或程序;压气机通流设计及分析程序;压气机叶片造型程序或软件;压气机S1 流面计算分析软件;涡轮通流设计及分析程序;涡轮叶片造型程序或软件;涡轮S1 流面计算分析软件;全三维流场分析软件;气动弹性分析软件或程序;涡轮传热分析及温度场预估软件;燃烧室三维流场分析及计算软件;二次空气系统计算及分析软件;转子动力学特性计算及分析软件;有限元计算及分析软件。
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