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汽轮机叶片复合材料相关论文研究

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汽轮机叶片复合材料相关论文研究

复合材料在风力发电中的应用主要是转子叶片、机舱罩和整流罩的制造。相对而言,机舱罩和整流罩的技术门槛较低,生产开发的难度不大。而风力发电机转子叶片则是风力发电机组的关键部件之一,其设计、材料和工艺决定风力发电装置的性能和功率。在风力发电机兴起100多年的历史里,叶片材料经历了木制叶片、布蒙皮叶片、铝合金叶片等。随着联网型风力发电机的出现,风力发电进入高速发展时期,传统材料的叶片在日益大型化的风力发电机上使用时某些性能已达不到要求,于是具有高比强度的复合材料叶片发展起来。现在,几乎所有的商业级叶片均采用复合材料为主体制造,风电叶片已成为复合材料的重要应用领域之一。采用复合材料叶片主要有以下优点:①轻质高强,刚度好。众所周知复合材料性能具有可设计性,可根据叶片受力特点设计强度与刚度,从而减轻叶片重量;②叶片设计寿命按20年计,则其要经受108周次以上的疲劳交变,因此材料的疲劳性能要好。复合材料缺口敏感性低,内阻尼大,抗震性能好,疲劳强度高;③风力机安装在户外,近年来又大力发展海上风电场,要受到酸、碱、水汽等各种气候环境的影响,复合材料叶片耐候性好,可满足使用要求;④维护方便。复合材料叶片除了每隔若干年在叶片表面进行涂漆等工作外,一般不需要大的维修。复合材料叶片的材料体系风力发电机叶片是一个复合材料制成的薄壳结构,一般由根部、外壳和加强筋或梁三部分组成,复合材料在整个风电叶片中的重量一般占到90%以上。复合材料叶片发展之初采用的是廉价的玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂体系,直到今天这仍是大部分叶片采用的材料。随着叶片长度的不断增大,这种体系在某些场合已不能满足要求,于是很自然地,性能更优异的增强材料—碳纤维进入了叶片生产者的视野。文献[6,7]探讨了碳纤维的添加对于复合材料叶片的影响。一般认为,22m以下的叶片采用玻璃纤维,而大于42m的叶片则采用碳纤维或碳玻混杂纤维[8]。树脂基体方面,聚酯树脂价格低廉,成型工艺性好,但性能一般,环氧树脂则刚好相反,性能较优但价格较高且工艺操作性不好,所以目前成本和性能等介于二者之间的乙烯基树脂被一些叶片制造商大量采用。鉴于目前国际上碳纤维价格居高不下,有些人认为在叶片生产中采用碳纤维太过昂贵,不应采用,实际上并非如此,一方面由于叶片长度的增加,其对刚度的要求也更加严格,在更大尺寸叶片的制造上,单纯的玻璃纤维已不能满足要求,碳纤维的刚度大约是玻纤的3倍,制成的复合材料刚度约是玻璃钢的两倍,从这个意义上说碳纤维的引入是必要也是必须的;另一方面,由于叶片尺寸的加大,其质量也越来越巨大,高性能碳纤维的引入可以在很大程度上实现叶片的减重,而随着叶片重量的减轻,旋翼叶壳、传动轴、平台及塔罩等也可以轻量化[9],从而可整体降低风力发电机组的成本,抵消或部分抵消碳纤维引入带来的成本增加。随着大型、超大型海上风力发电机的制造和陆续投入运行,碳纤维在风电叶片上大规模应用的时代已为时不远。复合材料叶片的制造工艺现在的叶片成型工艺一般是先在各专用模具上分别成型叶片蒙皮、主梁及其他部件,然后在主模具上把两个蒙皮、主梁及其它部件胶接组装在一起,合模加压固化后制成整体叶片。具体成型工艺又大致可分为七种[10]:①手糊;②真空导入树脂模塑(VIP);③树脂传递模塑(RTM);④西门子树脂浸渍工艺(SCRIMP);⑤纤维缠绕工艺(FW);⑥木纤维环氧饱和工艺(WEST);⑦模压。上述工艺中,①、④、⑤和⑥是开模成型工艺,而②、③和⑦是闭模模塑工艺。传统的叶片生产一般采用开模工艺,尤其是手糊方式较多,生产过程中会有大量苯乙烯等挥发性有毒气体产生,给操作者和环境带来危害;另一方面,随着叶片尺寸的增加,为保证发电机运行平稳和塔架安全,这就必须保证叶片轻且质量分布均匀。这就促使叶片生产工艺由开模向闭模发展。采用闭模工艺,如现在热门的真空树脂导入模塑法,不但可大幅度降低成型过程中苯乙烯的挥发,而且更容易精确控制树脂含量,从而保证复合材料叶片质量分布的均匀性,并可提高叶片的质量稳定性。 随着叶片尺寸的不断增加,其生产和制造过程中产生了一些在以往的中小型叶片生产中未曾碰到过的新问题。大型模具问题大型复合材料叶片的外形尺寸与其制造模具有着极其密切的关系。为保证复合材料叶片设计外形和尺寸精度,叶片长度越长,成型时对模具刚度和强度的要求就越高,模具的重量和成本也会大幅度提高。为减轻模具重量,降低模具成本,大型复合材料叶片的制造模具也逐渐由金属模具向复合材料模具转变,这也意味着叶片可以做得更长。采用复合材料模具主要有以下优点:①为达到最佳气动效果,叶片具有复杂的气动外形,在风轮的不同半径处,叶片的弦长、厚度、扭角和翼型都是不同的,如用金属来制造,要在模具上实现这些变化,其加工难度很高,实现代价高昂,采用复合材料模具可大大降低其工艺难度;②由于模具与叶片采用同质的材料,模具的热膨胀系数与叶片材料基本相同,故制造出的复合材料叶片的精度和尺寸稳定性均优于金属模具制造的叶片产品;③采用复合材料模具亦可大大缩短模具的制作周期,提高生产效率。真空树脂导入模塑法中的树脂固化时间问题真空树脂导入模塑法(VIP)在众多叶片成型工艺中的优越性逐渐显现,具有投入少、操作简单、工作环境好、制品性能好等诸多优点,目前在叶片制造领域正获得越来越广泛地应用。传统VIP工艺中,一般先把树脂、促进剂、固化剂等按比例混合好,然后开始真空吸注。只要控制好促进剂和固化剂的用量,这种方法用在一般尺寸的制件上没有问题。但在制造例如叶片等大尺寸复合材料构件时,由于吸胶注胶的时间较长,如控制不好很容易出现树脂未注完即凝胶的现象。另外在用胶量较大时,桶中配好的胶液还可能发生爆聚。为防止此类情况发生,可考虑设计一种树脂和固化剂的混合装置,吸注前树脂和固化剂分别在不同的容器内,吸注时树脂与固化剂实时混合实时吸注,从而可避免爆聚和过快凝胶,即增加了生产安全性,同时也节省了原材料的用量。叶片的固化问题在叶片的生产过程中,由于模具尺寸巨大,一般无法采用烘箱等传统的外部加热方式对其进行升温固化,生产一般只是在室温下进行,这就造成叶片固化周期较长,难以进行较连续化的生产。解决办法是叶片在模具上基本成型后即脱模,然后在室外利用光照进行后固化处理。当前很多企业采用的都是这种叶片生产方式,如国内叶片的领军企业中航保定惠腾等。但这种方式也有其先天不足,生产受制于天气并且制品脱模前存在模具中的时间较长,会影响生产效率。为此,可考虑在模具中内置热源,如铺设流体加热管路或电热布等,通过内置热源对模具的加热来实现叶片的快速固化,从而达到不受自然条件制约的、可连续进行的生产。而且,由于光照后固化方式受气候因素制约严重,目前的叶片生产基地多建在光照较充足的北方。采用内置热源的叶片模具后大大放宽了叶片生产对气候的要求,可以谋求在南方建立叶片生产基地,从而在全国构建起更加合理的叶片产业格局。叶片的长途运输问题目前,世界上所有风电叶片都是采用整体模具生产的,这种模具尺寸、重量巨大,叶片生产只能在生产基地进行,于是叶片的运输问题便日益突出起来:一方面,出于安全考虑,世界各国铁路、公路管理部门对运载货物的长度、高度等都是有限制的,风力发电机组的叶片和塔架长度在几十米或更长,机舱罩一般在三米或更高,塔架下法兰直径超过三米,这些都属于超限范围;另一方面,我国风电场分布非常广泛,很多位置偏远、交通不便,建造风电场时大型叶片运输成本非常高昂,有些地区甚至根本无法送达。可以说,长途运输问题已经越来越成为制约风电发展的一个瓶颈。在这方面,可以考虑采用组合模具来制造叶片,即把风电叶片成型模具设计成可拆装、易运输的组合模具,通过普通公路或铁路运输把模具、工装、重要部件和原材料运抵大型风电场附近,快速搭建简易工房,在风电场现场进行叶片制造;还有一种思路就是采用组合叶片,即把叶片分成几段来制造,使其尺度在公路运输最大许可范围内,运送到风电场后再进行叶片的组装,但这种构想能否在实践中应用还有待实验验证,目前尚未有这方面的报道。退役叶片的处理问题风力发电是可持续的产业之一,但目前使用的复合材料叶片则属于不可回收材料,这已成为复合材料叶片最大的隐忧。采用热固性树脂生产的复合材料叶片,目前的工艺水平难以对其回收再利用,一般的处理仅仅是在露天堆放,随着风电叶片的尺寸越来越大,数量激增,这些叶片退役后给环境造成的影响不可忽视,这与我们目前倡导可持续发展的宗旨也是相违背的。针对这一问题,目前的发展趋势:是对叶片的增强材料进行改进,如采用生物质材料,即采用木材与树脂复合,通过积层制作叶片。有文献称,目前的分级竹篾层积材料比模量已超过玻纤增强的复合材料,比强度也达到与其相同的数量级,但竹篾积层材料虽减少了树脂用量,仍需要使用热固性树脂,只能治标而不能治本。最彻底的解决方式还是发展可回收利用的热塑性复合材料叶片,这方面的研究目前也取得了一定成果。爱尔兰Gaoth Tec Teo公司、日本三菱重工、美国Cyclics公司签署了合作协议开发热塑性复合材料叶片,并已采用玻璃纤维增强Cyclics公司的低粘度热塑性CBT®树脂制造出世界上首个可循环利用风电叶片。据称,这种叶片退役后,每套叶片回收的材料平均可达到19t,这是一个史无前例的数据。但在更大尺寸叶片的制造上,这种热塑性树脂目前的性能可能还不是很理想。据称,目前上述几家公司正在研制30米以上的叶片。这种“绿色叶片”究竟能否在大型风力发电机上获得广泛应用还有待时间来验证。其他问题目前总体上看风力发电的形势一片大好,但也有反对的声音存在,如有的动物保护主义者认为风力发电机会危及一些动物的生存,也有人认为风力发电存在噪声污染并影响景观,另外虽然目前风力发电机以每年3~5%的速度在降价,但我国风力发电的上网电价仍然偏高[14]。应该指出的是,任何一种技术都不是完美无缺的,都可能存在瑕疵。作为一项可惠及子孙的事业,风力发电总体上来说是利大于弊的。在这个问题上,一方面政府需要加大宣传力度,纠正公众对风力发电若干问题的看法;另一方面政府也可考虑在政策上增加对风电的扶持和指导,提高风电的价格竞争力,以实现我国风电事业又好又快的发展。 风力发电的发展依赖于生产制造大量的风力发电机,风力发电机离不开叶片,而制造叶片则需要复合材料产业的支撑。对我国的复合材料产业来说,风力发电是一个难得的机遇。选择最佳的材料体系和制造工艺,制造出质量上乘的复合材料叶片,满足快速发展的风力发电的需求,这是我们追求的目标。目前来看,内置热源的大型复合材料组合模具、改进的真空导入树脂模塑工艺以及可回收利用的热塑性叶片树脂基体等新设想、新工艺可能在今后会发展成为引领风电叶片研究和制造的新热点。

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汽轮机叶片材料①有足够的室温、高温力学性能和抗姗变性能,②有高的抗振动衰减能力;③高的组织稳定性;④良好的耐腐蚀和抗冲蚀能力;⑤良好的工艺性能.过热器管和再热器管对金属材料的要求1具有足够高的蠕变强度、持久强度和持久塑性,并在高温、长期运行过程中,具有相对稳定的组织和性能。对于合金钢管,在整个使用期内,外径蠕变变形量不应大于;对于碳素钢管,不应大于。2具有高的抗氧化性能,所用材料应属1级完全抗氧化性材料,工作温度下的氧化速度应小于。所以二者没有可比性:因为用的场合不一样,要求具备的物理化学性能要求不一样。材料成分和加工工艺不一样。同一台汽轮机不同级的叶片材料不一样,不同参数锅炉过热器管和再热器管选材也不一样。所以你的问题那个好应该加几个条件。如果单从造价上来说汽轮机叶片材料应该是高一些。

汽轮机相关论文

汽轮机汽缸变形量测量技术分析论文

摘要:大型火力发电厂汽轮机组的热效率(尤其是各个缸的热效率)高低,对机组的安全生产、经济运行和安全文明生产所起的作用是决定性的,直接关系到发电厂的经济效益和机组的安全运行。对此,各个电厂对机组的大修尤为重视,对汽轮机检修的质量控制要求很高,尤其是在汽轮机检修中对通汽部分间隙的调整要更加谨慎,通流间隙调整的好坏决定了检修质量,提高了运行效率。

关键词:汽轮机;变形量测量技术;洼窝变形

由于结构原因、制造原因、热应力原因,机组运行后汽缸存在很大的变形,机组大修时,首先要对变形量进行测量和分析,根据分析结果来判断汽封碰摩的原因,在检修时缩小并修正间隙。洼窝变形量技术是通过积累大量整机改造工作的经验,我们注意到国内机组普遍存在汽缸变形以及隔板变形,由此导致机组全缸与半缸状态隔板洼窝中心不同,这不但影响了机组检修时汽封间隙调整工作的效率,而且影响了运行时隔板静叶栅与转子动叶栅的同心度,影响蒸汽流动,降低了机组热效率。针对这一现状,我们开发了隔板洼窝变形测量仪,现已成功运用到上百家电厂中,取得了显著的效果。测量出半缸状态相对于全实缸的洼窝变化量,是我们真实调整汽封间隙最关键的环节,真实地掌握变形量,才能优化调整汽封间隙。测量高压进汽平衡环套体的解体洼窝、套体椭圆度,再测量安装汽封后的汽封椭圆度,结合上次大修的间隙标准,确定转子在运行后最大的椭圆轨迹,是我们判断最大挠度处到底按照多大的间隙安装和优化汽封间隙的依据。

1洼窝变形量的测量

该工作一般在扣空缸测结合面间隙后进行,若结合面存在较大张口,需要进行修理时,则需要在修理之后再测量洼窝变形量。在大修机组中,全实缸中心合格后,应进行静止部分的中心静态找正。包含持环、隔板套、隔板、轴封套等部件的中心静态找正。一般情况下是以下半实缸动静中心为准。实际上,运行过的机组高中压、低压外缸变形量很大,在一般情况下,下半实缸的动静洼窝中心与全实缸下的动静洼窝中心差距很大,不考虑全实缸下的动静同心度,往往大修后的机组开机有动静摩擦声,开机到满速不顺利,等摩擦音小了,机组也到了满速,带负荷效率(热耗、汽耗、煤耗)没有提高。为了提高效率,认为:

1)假轴以转子中心合格后的油挡洼窝为准,找中下半实缸动静中心并记录,包含持环、隔板套、隔板、轴封套等。然后开始测量出下半实缸(持环、隔板套、隔板、轴封套等)动静中心并记录。全实缸下的动静洼窝中心与半实缸下的动静洼窝中心有差距。在大修过程中,要把全实缸下的实际动静洼窝中心修正到半实缸动静洼窝中心中。再在全实缸上调整汽封间隙,汽封间隙调整合格后,开机就一定顺利,没有动静摩擦声,带负荷效率会大大提高(汽轮机安装、大修),实际上就是调整全实缸下动静中心的过程。特别是运行过的机组。设备金属材料经过长时间应力失效,已经定型。

2)高中、低压外缸是不可调整的,所以大修机组更应该实实在在地考虑全实缸下的动静中心。

2洼窝变形测量仪探头布置

测量前应在每个洼窝的测量点(测量3点,即左a、右b和下部c)上做好标记,以便每一次都在同一个位置上进行测量,以提高测量的准确性。扣上半持环隔板、内缸,复测自然状态下汽缸平面间隙。如果是首次检修,建议在拧紧螺栓前在这个状态下再测量一次各部位洼窝中心,(仍旧测量下三点)我们都知道在半缸状态下,汽缸的刚度要比全缸低。尤其是合缸机其刚度较差,在上半持环、内层缸吊入后,在其上半部件重量的作用下,汽缸将向下变形。这个数字应当是一个衡量,测量结果对于以后的检修一直可以借鉴。根据平面间隙分布情况紧1/3螺栓,螺栓拧紧后法兰平面的最大间隙应小于。如间隙超标应拧紧全部螺栓;如拧紧全部螺栓后间隙仍超标热紧螺栓,直至法兰平面的最大间隙应小于。(个别边缘紧不掉例外)测量持环、内层缸在紧螺栓后的洼窝中心。在进行内缸测量的时候,我们要求测量技术以及测量要求完全与外缸的测量一致。当我们将内外缸扣好以后,我们就通过上测量点、下测量点、左测量点以及右测量点进行洼窝中心的测量。在这测量过程中,我们要根据内缸以及外缸测量的中心变化进行分析。通常情况下,内缸以及外缸的中心变化是由于张口法兰以及螺栓紧固件问题造成的。因此我们在进行处理的时候,要对螺栓紧固件的刚度以及垂直度进行检查,因为一旦螺栓紧固件出现了强度以及垂直度问题,就会对内缸以及外缸的支点标高造成影响。通过本次缸体的测量,我们能够从测量结果中分析出:气缸的内外环以及隔板之间的真实中心是洼窝的真实中心位置。同前面的测量操作一样,我们在测量过程中还要将外缸扣上,但是这一过程中我们不能够连接螺栓以及法兰,这样我们就能够通过外缸自身的重力进行持环中心以及内缸中心的变化测量。在气缸开缸之后,我们要对各种中心变化数据进行复核,然后通过复核的结果同上一次的测量数据进行对比,如果2次测量数据变化不大,我们认为气缸的变形较为稳定,如果2次的测量数据变化较大,就说明气缸的中心变化较大,我们需要针对这一变化进行分析,找出中心变化的原因,确保测量结果可靠。对测量结果进行比较,计算出汽缸螺栓拧紧后各汽封漥窝中心的变化量。在开缸状态下,根据实际偏差和变化量对持环、隔板洼窝中心进行调整,使其在合缸后处于与转子同心的位置上。即保证全实缸状态下的洼窝左等于右,上等于下。

考虑到现场的实际情况,有些通流部分内径较小,大部分情况下,上半持环、内缸扣上后,人无法进入,合外缸后只能测量下3点。所以还需分别测量出各持环、内缸在自然状态下和拧紧法兰螺栓后的椭圆度,在计算汽缸螺栓拧紧后各汽封洼窝中心的变化量时,纳入这部分影响。通过准确的变形量测量,能够更好地掌握缸体半缸与全实缸的实际变化情况,能够更准确地掌握汽封调整间隙的数值,保证调整后的汽封间隙更真实可靠,做到汽封间隙的最优化调整。汽轮机在应用的过程中,应用效率对于整个机组的影响非常巨大,直接关系到机组的`正常运行以及产生的经济效益。正是由于这一原因,在机组正常运行的过程中,我们要对汽轮机进行全面的检查,尤其是气缸的变形问题更要给予高度的重视。在进行气缸变形检测的过程中,我们要重点对气缸的间隙进行检查,只有这样才能够有效地检查出气缸的使用效果以及气缸的性能指标,为了有效地降低气缸检查过程中带来的巨大的工作量,我们在正常检查的时候,要尽量的调整气缸的径向间隙,保证气缸间隙达到应用标准。

3结语

通过该项技术的应用,为检修中的汽封间隙调整和阻汽片随缸修刮技术提供了数据上的基础数据,从而达到优化汽轮机通流间隙的最终目的,为提高汽轮机缸效和机组热效率提供了有力的技术保证,从而减小机组的煤耗值,电厂发电成本可靠降低提供了切实可行的解决办法。

参考文献

[1]国家能源局.DL/T869—2012DL/T753—2001,火力发电厂焊接技术规程[S].北京:中国电力出版社,2012.

[2]国家经济贸易委员会.DL/T753—2001,汽轮机铸钢件补焊技术条件[S].北京:中国电力出版社,2001.

[3]国家能源局.DL/T819—2010,火力发电厂焊接热处理技术规程[S].北京:中国电力出版社,2010.

运行论文其实很好写,首先要确定一个题目,这个题目结合自身工作实际来提出最好,比如工作中发现什么问题,如何解决的等等。其次要符合技术论文的格式规范。需要注意的是既然是论文,就一定要有针对性,分析要透彻,不能泛泛而谈,更不能写成操作规程。

汽轮机在不具备启动条件下启动,由于上下缸温差大、大轴存在临时弯曲、汽缸进水、进冷汽,机组强烈振动以及动静间隙小等因素,引起大轴与静止部分摩擦,将会造成大轴弯曲。一般大轴弯曲超过以上时,就不能维持机组运行时的正常振动值,必须进行直轴处理。近年来大轴弯曲事故相当频繁,尤其是200MW及以上中间再热式机组更为突出,粗略估计在20~30多次以上。1985年水电部召开了防止200MW机组大轴弯曲座谈会,对已发生的7台次大轴弯曲事故进行了技术分析。分析表明:7台次大轴弯曲事故均发生在启动过程中,其中5台次是热态启动中发生的;7台次大轴弯曲事故中,大多数在停机或启动中发生了汽缸进水,多数在机组一阶临界转速以下振动大,领导和有关人员执行规程不严,强行升速临界,甚至强行多次启动。7台次大轴弯曲都在高压转子前汽封处。座谈会在分析7台次大轴弯曲事故技术原因的基础上,制定了《关于防止200MW机组大轴弯曲技术措施》(简称《措施》)这项措施对其他容量的机组也可参照执行。通过《措施》的贯彻落实,频繁发生大轴弯曲事故的局面得到一定程度的控制。但由于人员不断变动,新人员对《措施》的掌握程度问题、领导决策问题、设备问题等诸多因素,大轴弯曲事故仍时有发生,迄今未能得到有效控制。例如: 2巺托 ?瓗 (1)1986年某厂一台国产200MW机组在电气系统故障中甩负荷停机后,因电动盘车投不上,手动盘车装置也失灵,被迫采用半小时盘180°。3h后才投上电动盘车,大轴晃度逐渐恢复到原始值。次日机组在热态启动中,采用除氧器汽平衡管蒸汽向轴封送汽,当时真空200mm汞柱,同时用电动主汽门旁路冲转,节流扩容后,主汽温度进一步降低。(当时内缸下缸壁温为370℃)进入轴封的低温蒸汽及进入汽缸的低温蒸汽,使缸壁温度突然下降,上下缸温差增大,引起汽缸变形拱起,轴封套收缩变形,导致轴封与大轴摩擦局部过热弯曲。解体检查大轴高压汽封处弯曲,进行直轴处理后恢复运行。 AC~?娪 ?,蹜街鞫 (2)1987年某厂一台国产200MW机组,小修后启动运行不久。因发电机断水保护误动掉闸,之后经连续几次启动,都因振动大而停机。后解体检查,高压转子高压汽封处弯曲,经检查该机高压缸向B列偏移,前侧偏移1mm多,后侧偏移,原因是前部定位销孔错位多,安装时就未装定位销,导致运行中不均匀受力使汽缸偏移。大修中测量两侧径向间隙时也未发现汽缸偏移。事故前不久一次停机中,转子在90r/min时突然止速,对此也未分析查明原因。以致在断水保护误动停机过程中,高压汽封与大轴在高速状态摩擦,导致大轴弯曲,后经直轴处理,并消除滑销系统缺陷后恢复运行。 灍钰髷,h ? ?戙��筻? (3)1994年某厂一台国产220MW机组,停机后热态启动中,由于轴封供汽门泄漏,在缸温406℃情况下将锅炉305℃蒸汽漏入汽缸,使汽缸、转子受到不均匀冷却,大轴产生临时变形。而启动时,又因晃度表传动杆磨损,一直指示在不变,当第一次在500r/min时2号轴瓦振动超过,最大到才打闸停机,停机后未认真查找分析原因,误认为晃度已达到原始值,且在盘车不足4h(仅2h12min)就二次启动,到1368r/min时3号轴瓦振动,即打闸停机。解体检查高压转子调节级处弯曲,经直轴处理后恢复运行。 do{k8w?
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(4)1995年6月某厂一台200MW机组冷态启动中,高压内缸缸壁温度测点失灵,当转速升到1000r/min时,机组振动突然增大,但现场运行人员跑到集控室去请示汇报,延误了及时停机。停机揭缸检查发现高压内缸疏水管断裂,高压转子大轴弯曲超标,分析认为高压缸在启动中受温差大影响而变形,导致汽封与大轴摩擦造成永久性弯曲,经直轴处理后恢复运行。 騴漹??SJ
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上述事故案例特别是近几年发生的大轴弯曲事故表明,防止大轴弯曲的反事故措施仍未得到认真贯彻落。发生大轴弯曲,将造成机组长时间停运,解体进行直轴,采用加压直轴,需将转子逐步加热到650℃左右才能加压,由于加热过程中易发生故障返工,往往拖长工期,给电厂工作造成被动和麻烦。因此,为防止大轴弯曲事故,应结合设备实际情况,全面认真贯彻或参照执行水电部[1985]电生火字87号和[1985]基火字69号文颁发的《关于防止200MW机组大轴弯曲的技术措施》,把各项措施要求,落实到现场运行规程和运行管理、检修管理、设备管理工作中,并强调以下几点: 呎(檄岠r?
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(1)按照防止大轴弯曲技术措施的要求,组织主要值班人员和厂、车间有关分管运行的领导和专业人员切实掌握各机组技术资料及确切数据,如大轴晃度表测量安装位置、大轴晃度原始值、机组轴系各轴承正常运行和启动过程的原有振动值、通流部分径向、轴向间隙值等等,使指挥者和操作者都做到心中有数。 X�\?挧┹
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(2)根据机组设备情况,落实各项防止汽缸进水的技术措施(下面将具体叙述,这里不展开)。 ?k穠\�
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(3)机组启动前必须检查:①大轴晃度不超过原始值;②高压外缸及中压缸上下缸温差不超过50℃;③高压内缸上下缸温差不超过35℃;④主蒸汽、再热蒸汽温度至少高于汽缸金属50℃(但不应超过额定汽温),蒸汽过热度不低于50℃(滑参数启停时还应保持较高的过热度);不符合上述条件禁止启动机组。 戨兑?dF敆
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(4)机组冲转前应进行充分盘车(一般连续盘车2~4h,热态启动取大值),若盘车短时间中断时,则应按中断时间的10倍再加4h进行连续盘车方可冲转。 ?戋d妖禯
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(5)启动中在中速以前,轴承振动(特别是1号轴瓦、2号轴瓦)超过时应打闸停机,过临界时振动超过应打闸停机,严禁硬闯临界线速开机。停机后仍应连续盘车4h(中间停盘车时按上述要求增加盘车时间),方可再次启动。 U峗乥\鑓
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(6)启动前供汽封的蒸汽温度应高于汽缸金属温度,并应在送汽前充分进行疏水,防止积水带入汽封引起骤冷。 Z蹞蔷o!暤
e3;?题x (7)启动中若轴承振动、蒸汽参数变化超过规程规定或机内有异常摩擦声、轴封处冒火花,应按规程规定立即停机。 翪猐瘨嚣- M殀F踿痸� (8)停机后应及时投入盘车,若盘车电流增大、摆动或有异常时,应分析原因并采取措施予以消除。若汽封磨擦严重时,可先手动方式定时盘车180°,待摩擦基本消除后再投入连续盘车。因故暂时停止盘车时,应监视大轴弯曲度的变化,当转子热弯曲较大时,应先手动定时盘车180°,待大轴热弯曲基本消失后再连续盘车。 痌?勡骝? 柫諥贷?x? (9)对上下缸温差大(有的机组正常运行中上下缸温差已超过启动条件的标准)的机组,可结合检修改进汽缸保温,采用优质的保温材料(如硅酸铝纤维毡、微孔硅酸钙等)和严格的保温工艺。实践证明效果是显著的。 渎��S覰? ?=矹躰钯# 大轴弯曲事故绝大多数发生在机组启动中,特别是热态启动中,因此对大中型机组的启动,领导(指负责启动的厂、车间领导)一定要持慎重态度,坚持严格按规程规定和技术措施要求启动机组。当启动不顺利时,一定要认真分析查找原因,消除异常后按规定启动,决不可为了赶工期,为了不影响安全考核等等而侥幸闯关,多次强行启动,在这一点上,决策是否再次启动的各级领导人员都应正确对待,不符合启动条件的,决不强行启动。热态启动不顺利的,可待机组温度降低,具备启动条件后再启动,切实防止因决策失误而造成大轴弯曲。

汽轮机叶轮应力计算毕业论文

1. 汽轮机旁路系统设计 彭领新 文献来自: 电力建设 2000年 第07期 CAJ下载 PDF下载 不同型式的汽轮机 ,其旁路系统的容量和功能应不尽相同 ,故本文着重论述不同启动方式的汽轮机如何确定其旁路系统的容量和功能 ,以使价格较昂贵的旁路系统能充分发挥作用。1汽机旁路系统的功能1 ... 被引用次数: 6 文献引用-相似文献-同类文献 2. 汽轮机转子合成应力公式 安江英,卞双,周兰欣,张保衡 文献来自: 华北电力大学学报 1998年 第02期 CAJ下载 PDF下载 关键词汽轮机转子应力热应力集中系数中图分类号TK262引言汽轮机转子的工作条件及受力情况相当复杂,转子上除了热应力外,还存在各种机械应力。由于在高温高压工质中高速旋转,转子承受由于叶片和叶轮及转子自重产生的离心应力, ... 被引用次数: 7 文献引用-相似文献-同类文献 3. 汽轮机叶片叶型测量综述 陈非凡,强锡富 文献来自: 航空计测技术 1995年 第03期 CAJ下载 PDF下载 叶片的加工量约占整个汽轮机1/3,在整个汽轮机事故中,由于叶片的质量所引起的故障也占1/3[’:。所以,叶片的质量是整台汽轮机质量的保证。叶片的形状误差对二次流损耗有较大的影响。所以直接影响着汽轮机的能量转换效率。这正是叶片型线的 ... 被引用次数: 6 文献引用-相似文献-同类文献 4. 核电站汽轮机数学模型 于达仁,阎志刚,楼安平,汪洪滨 文献来自: 核动力工程 1999年 第01期 CAJ下载 PDF下载 在饱和蒸汽汽轮机中,工质的湿度比较大,而且在逐级膨胀做功过程中,湿度进一步增大。所以在汽轮机的通流部分表面与腔室、汽水分离再热器和回热抽气管道中均覆盖着厚约几十微米的水膜,在个别处,水膜的厚度可达几百微米。水膜中所包含的 ... 被引用次数: 4 文献引用-相似文献-同类文献 5. 600MW汽轮机转子疲劳寿命计算 武新华,荆建平,夏松波,刘占生,张欣,符东明 文献来自: 汽轮机技术 1999年 第03期 CAJ下载 PDF下载 0前言汽轮机转子的寿命预测和寿命管理不仅对调峰机组有巨大意义,对承担基本负荷、中间负荷的机组也有实用价值,因为这些机组同样有如何经济合理地运行和有计划地消耗转子寿命,确?... 2疲劳寿命分析600MW汽轮机转子材料为30Cr1MoV,本文的疲劳寿命计算采用低周疲劳寿命曲线Δεt=(2Nf)-0 ... 被引用次数: 11 文献引用-相似文献-同类文献 6. 汽轮机转子热应力自适应模型研究 黄仙,杨昆,张保衡 文献来自: 中国电机工程学报 1998年 第01期 CAJ下载 PDF下载 关键词汽轮机转子热应力在线监控1引言目前国内外对于汽轮机转子热应力的在线监控,均离不开相应的数学模型。然而,影响转子热应力的因素有很多,除了蒸汽温升率以外还有蒸汽对转子体的放热系数、转子材料的导热率、导温系数、弹性模 ... 被引用次数: 8 文献引用-相似文献-同类文献 7. 汽轮机旁路系统的设计与运行 杨冬,陈听宽,侯书海,毕勤成,杨仲明,李永兴 文献来自: 中国电力 1998年 第07期 CAJ下载 PDF下载 汽轮机旁路系统允许锅炉与汽轮机独立运行,缩短了启动时间,并且保证锅炉所有受热面包括再热器在启动过程或汽轮机甩负荷时得到充分冷却。具备安全阀功能的100%容量高压旁路系统与容量为60%~70%的低压旁路系统配合, ... 被引用次数: 5 文献引用-相似文献-同类文献 8. 电站汽轮机叶片疲劳断裂失效综述 王江洪,齐琰,苏辉,李劲松 文献来自: 汽轮机技术 1999年 第06期 CAJ下载 PDF下载 0前言由于汽轮机叶片疲劳断裂而引起的电站事故比较常见,约占整个火力电厂运行事故的三分之一。每台汽轮机都拥有许多叶片,只要一只叶片断裂就可能导致整个机组的严重事故,造成重大经济损失,甚至是人员伤亡。因此,分析叶片的疲劳断裂 ... 被引用次数: 6 文献引用-相似文献-同类文献 9. 大型汽轮机的模块化仿真建模 苏明,翁史烈 文献来自: 系统仿真学报 1998年 第03期 CAJ下载 PDF下载 大型汽轮机的模块化仿真建模上海交通大学,上海200030苏明翁史烈摘要根据对汽轮机这类热力系统部件特点和工质流动网络特征的分析,在EASY5仿真支撑环境下,建立了大型汽轮机系统的模块化仿真模型。实践表明所采用的系统 ... 被引用次数: 8 文献引用-相似文献-同类文献

我会帮你问问的

汽轮机汽缸变形量测量技术分析论文

摘要:大型火力发电厂汽轮机组的热效率(尤其是各个缸的热效率)高低,对机组的安全生产、经济运行和安全文明生产所起的作用是决定性的,直接关系到发电厂的经济效益和机组的安全运行。对此,各个电厂对机组的大修尤为重视,对汽轮机检修的质量控制要求很高,尤其是在汽轮机检修中对通汽部分间隙的调整要更加谨慎,通流间隙调整的好坏决定了检修质量,提高了运行效率。

关键词:汽轮机;变形量测量技术;洼窝变形

由于结构原因、制造原因、热应力原因,机组运行后汽缸存在很大的变形,机组大修时,首先要对变形量进行测量和分析,根据分析结果来判断汽封碰摩的原因,在检修时缩小并修正间隙。洼窝变形量技术是通过积累大量整机改造工作的经验,我们注意到国内机组普遍存在汽缸变形以及隔板变形,由此导致机组全缸与半缸状态隔板洼窝中心不同,这不但影响了机组检修时汽封间隙调整工作的效率,而且影响了运行时隔板静叶栅与转子动叶栅的同心度,影响蒸汽流动,降低了机组热效率。针对这一现状,我们开发了隔板洼窝变形测量仪,现已成功运用到上百家电厂中,取得了显著的效果。测量出半缸状态相对于全实缸的洼窝变化量,是我们真实调整汽封间隙最关键的环节,真实地掌握变形量,才能优化调整汽封间隙。测量高压进汽平衡环套体的解体洼窝、套体椭圆度,再测量安装汽封后的汽封椭圆度,结合上次大修的间隙标准,确定转子在运行后最大的椭圆轨迹,是我们判断最大挠度处到底按照多大的间隙安装和优化汽封间隙的依据。

1洼窝变形量的测量

该工作一般在扣空缸测结合面间隙后进行,若结合面存在较大张口,需要进行修理时,则需要在修理之后再测量洼窝变形量。在大修机组中,全实缸中心合格后,应进行静止部分的中心静态找正。包含持环、隔板套、隔板、轴封套等部件的中心静态找正。一般情况下是以下半实缸动静中心为准。实际上,运行过的机组高中压、低压外缸变形量很大,在一般情况下,下半实缸的动静洼窝中心与全实缸下的动静洼窝中心差距很大,不考虑全实缸下的动静同心度,往往大修后的机组开机有动静摩擦声,开机到满速不顺利,等摩擦音小了,机组也到了满速,带负荷效率(热耗、汽耗、煤耗)没有提高。为了提高效率,认为:

1)假轴以转子中心合格后的油挡洼窝为准,找中下半实缸动静中心并记录,包含持环、隔板套、隔板、轴封套等。然后开始测量出下半实缸(持环、隔板套、隔板、轴封套等)动静中心并记录。全实缸下的动静洼窝中心与半实缸下的动静洼窝中心有差距。在大修过程中,要把全实缸下的实际动静洼窝中心修正到半实缸动静洼窝中心中。再在全实缸上调整汽封间隙,汽封间隙调整合格后,开机就一定顺利,没有动静摩擦声,带负荷效率会大大提高(汽轮机安装、大修),实际上就是调整全实缸下动静中心的过程。特别是运行过的机组。设备金属材料经过长时间应力失效,已经定型。

2)高中、低压外缸是不可调整的,所以大修机组更应该实实在在地考虑全实缸下的动静中心。

2洼窝变形测量仪探头布置

测量前应在每个洼窝的测量点(测量3点,即左a、右b和下部c)上做好标记,以便每一次都在同一个位置上进行测量,以提高测量的准确性。扣上半持环隔板、内缸,复测自然状态下汽缸平面间隙。如果是首次检修,建议在拧紧螺栓前在这个状态下再测量一次各部位洼窝中心,(仍旧测量下三点)我们都知道在半缸状态下,汽缸的刚度要比全缸低。尤其是合缸机其刚度较差,在上半持环、内层缸吊入后,在其上半部件重量的作用下,汽缸将向下变形。这个数字应当是一个衡量,测量结果对于以后的检修一直可以借鉴。根据平面间隙分布情况紧1/3螺栓,螺栓拧紧后法兰平面的最大间隙应小于。如间隙超标应拧紧全部螺栓;如拧紧全部螺栓后间隙仍超标热紧螺栓,直至法兰平面的最大间隙应小于。(个别边缘紧不掉例外)测量持环、内层缸在紧螺栓后的洼窝中心。在进行内缸测量的时候,我们要求测量技术以及测量要求完全与外缸的测量一致。当我们将内外缸扣好以后,我们就通过上测量点、下测量点、左测量点以及右测量点进行洼窝中心的测量。在这测量过程中,我们要根据内缸以及外缸测量的中心变化进行分析。通常情况下,内缸以及外缸的中心变化是由于张口法兰以及螺栓紧固件问题造成的。因此我们在进行处理的时候,要对螺栓紧固件的刚度以及垂直度进行检查,因为一旦螺栓紧固件出现了强度以及垂直度问题,就会对内缸以及外缸的支点标高造成影响。通过本次缸体的测量,我们能够从测量结果中分析出:气缸的内外环以及隔板之间的真实中心是洼窝的真实中心位置。同前面的测量操作一样,我们在测量过程中还要将外缸扣上,但是这一过程中我们不能够连接螺栓以及法兰,这样我们就能够通过外缸自身的重力进行持环中心以及内缸中心的变化测量。在气缸开缸之后,我们要对各种中心变化数据进行复核,然后通过复核的结果同上一次的测量数据进行对比,如果2次测量数据变化不大,我们认为气缸的变形较为稳定,如果2次的测量数据变化较大,就说明气缸的中心变化较大,我们需要针对这一变化进行分析,找出中心变化的原因,确保测量结果可靠。对测量结果进行比较,计算出汽缸螺栓拧紧后各汽封漥窝中心的变化量。在开缸状态下,根据实际偏差和变化量对持环、隔板洼窝中心进行调整,使其在合缸后处于与转子同心的位置上。即保证全实缸状态下的洼窝左等于右,上等于下。

考虑到现场的实际情况,有些通流部分内径较小,大部分情况下,上半持环、内缸扣上后,人无法进入,合外缸后只能测量下3点。所以还需分别测量出各持环、内缸在自然状态下和拧紧法兰螺栓后的椭圆度,在计算汽缸螺栓拧紧后各汽封洼窝中心的变化量时,纳入这部分影响。通过准确的变形量测量,能够更好地掌握缸体半缸与全实缸的实际变化情况,能够更准确地掌握汽封调整间隙的数值,保证调整后的汽封间隙更真实可靠,做到汽封间隙的最优化调整。汽轮机在应用的过程中,应用效率对于整个机组的影响非常巨大,直接关系到机组的`正常运行以及产生的经济效益。正是由于这一原因,在机组正常运行的过程中,我们要对汽轮机进行全面的检查,尤其是气缸的变形问题更要给予高度的重视。在进行气缸变形检测的过程中,我们要重点对气缸的间隙进行检查,只有这样才能够有效地检查出气缸的使用效果以及气缸的性能指标,为了有效地降低气缸检查过程中带来的巨大的工作量,我们在正常检查的时候,要尽量的调整气缸的径向间隙,保证气缸间隙达到应用标准。

3结语

通过该项技术的应用,为检修中的汽封间隙调整和阻汽片随缸修刮技术提供了数据上的基础数据,从而达到优化汽轮机通流间隙的最终目的,为提高汽轮机缸效和机组热效率提供了有力的技术保证,从而减小机组的煤耗值,电厂发电成本可靠降低提供了切实可行的解决办法。

参考文献

[1]国家能源局.DL/T869—2012DL/T753—2001,火力发电厂焊接技术规程[S].北京:中国电力出版社,2012.

[2]国家经济贸易委员会.DL/T753—2001,汽轮机铸钢件补焊技术条件[S].北京:中国电力出版社,2001.

[3]国家能源局.DL/T819—2010,火力发电厂焊接热处理技术规程[S].北京:中国电力出版社,2010.

飞机结构复合材料论文

高速生产复合材料的技术是什么?可能是热塑性复合材料+机器人自动化铺放+原位检测和固化这样的技术,而现在这些技术都在成熟中,而且每年都有众多的报道来验证其提升的技术和制造成熟度。之前一二十年,是黑与白的竞争,热固性复合材料替代铝合金成为主承力结构材料,现在新的竞争者已经出现,未来可能还有黑吃黑的竞争,那就是热塑性复合材料替代热固性复合材料,这就是航空制造业的魅力。

复合材料制造杂志5月报道称,新的复合材料技术将有助于满足民用飞机不断增长的需求。2018年,民航公司在全球范围内创造了创纪录的43亿乘客(国际民用航空协会),到2037年,这一数字可能达到82亿(国际航空运输协会)。为了服务这些乘客,研究公司德勤估计飞机制造商将在未来20年内生产超过36700架飞机——甚至不包括来自地区航空公司的飞机订单。

飞机公司已经在加大制造力度。斯普利特航空系统公司研究和技术高级主管Eric Hein表示,公司支持的平台如波音787和空中客车A350的生产速度继续提高。这给复合材料行业带来了压力,因为飞机制造商一直在稳步增加其飞机上使用的复合材料的比例。例如,波音787的机体由50%的先进复合材料制成。

Eric Hein表示:“复合材料结构的生产速度提高对商业航空航天业非常重要,因为它对复合材料飞机结构的需求持续增长。与金属相比,复合材料具有许多优点。这些包括重量、可定制性、自动化机遇和服役性能。“

当今飞机中的复合材料主要用于容纳发动机、燃料或其他设备的短舱、流线型外壳或储罐。“但是,未来的单通道机身结构可能含有大量的复合材料,”Hein补充道。

更多地使用复合材料将有助于减轻这些新设计的重量,这对于想要减少飞机碳足迹的运营商来说是一个重要的考虑因素。但也有经济因素在发挥作用。

“由于规模经济和更快的上市时间,复合材料制造中的速度和批量的增加导致成本降低。”通用原子航空系统公司(GA-ASI)的创新负责人John Geriguis表示。复合材料的使用也满足了客户对降低拥有成本的需求,而不仅仅是飞机的初始成本。

Geriguis补充道:“飞机的燃料使用、维护、可靠性和可用性在总成本中起着重要作用。设计和制造的可生产、重量更轻、单元化的复合材料结构,对于降低启动成本、维护成本和燃料消耗是至关重要的。”

承载人们短距离交通的新型城市空中运输服务将增加对更快速的复合材料制造技术的需求。一些公司,如优步Elevate,Joby航空和德国的Volocopter正在开发各种小型电动飞行器,每次充电可行驶150英里。这些飞行器可以在上下班途中运送上班族或在两个城市之间短途跳跃。虽然一些飞行器最初将由飞行员操作,但目标是最终让它们自主运行。

“这些飞行器必须由复合材料制成,因为它们必须是轻量化的。”复合自动化有限公司总裁John Melilli说。由于这些服务无处不在,因此需要数千架飞机。“当他们谈论建造城市飞行器时,他们并不是在谈论每月建造30或40架,他们谈论的是每月建造500至1000架。”

改进技术

制造商目前使用手工铺放和热压罐固化生产许多热固性复合材料飞行器零件。这是一个劳动和资本密集型的工艺。

今天的大部分制造设备也不是为提高生产速度而设计的。零件的具体设计细节,包括其几何形状和层板堆叠,可能会限制设备的进给和速度。联邦航空管理局复合材料的首席科学和技术顾问Larry Ilcewicz表示:“例如,根据局部零件曲率、横截面积、层板开始和终止以及其他设计细节,设备将不得不放慢速度以完成任务并避免产生不希望的制造缺陷。”

满足不断增长的需求所需要的是能够实现可扩展和可变制造速度的工艺。Melilli说,制造商必须找到能够将生产从手动操作转移到自动操作的工艺,从需要进入高压罐的树脂系统到可以不用热压罐就生产零件的系统。

斯普利特航空系统目前正在研究可改善性能、加工和成本的新材料系统。它还在开发新的高速沉积工艺。Hein指出:“材料沉积速度和固化时间是提高制造成本和产量的关键。”

航空航天复合材料制造商开始围绕快速固化树脂系统研究和构建工艺。固化时间的改善最终终结热压罐或烘箱这种潜在的生产瓶颈。

热塑性的可能性

复合材料零件制造商正在试验各种非热压罐(OoA)技术,包括压缩成型、树脂传递成型(RTM)、真空辅助树脂传递成型(VARTM)以及气囊和心轴固化。

热塑性原位固结是一种令人感兴趣的OoA技术。 现代激光技术使制造商能够更好地控制使用热塑性塑料所需的温度;他们可以使用激光加热热塑性树脂系统并用辊轮产生压力,因此不需要热压罐固化。

机器人铺带是原位固化的另一种可能性。例如,GA-ASI推出了一种无需工装的热塑性复合材料制造工艺,该工艺使用两个机器人,一个用于分配热塑性预浸带,另一个用于固化。这消除了对大量工装的需求;只需要周边的保持和操作夹具。

通过原位固化,零件制造商可以实时形成包含多个不同组件的统一复合材料结构。这取消了钻孔并将物体栓接在一起的需要。Melilli说:“你不会想在复合材料零件上钻孔,因为你会破坏纤维。”

原位固化还可以在更短的时间内制造出坚固、轻量化的零件。Trilion质量系统公司总裁John Tyson说:“热塑性复合材料可以更快地铺放,而且没有那么多浪费。”用于热固性材料的石墨环氧树脂具有有限的保质期,并且在制造商可以使用之前它们可能过期。对于热塑性复合材料,没有保质期限制。

热塑性复合材料具有另一个优势。Tyson补充道:“热塑性复合材料零件实际上至少与热固性的一样强,因为它们没有那么多的组合物。你不需要在零件上添加额外的材料,这样可以使它更轻。”他指出,热塑性复合材料已经被用于空中客车A380这样的飞机,制造热塑性机翼前缘。此外,Tyson预测使用热塑性复合材料可以大幅降低成本,可能高达50%。

虽然热塑性复合材料方面的工作大有前景,但Melilli警告说,它还没有为大规模生产做好准备。“热塑性塑料在何处以及如何在提高飞机的生产能力方面发挥作用仍在研究中,”他说。“这个领域的主要公司有很多兴趣和工作。材料制造商、一级供应商和OEM正在共同 探索 这些技术如何以及在何处用于某些类别的零件。”

原位检测和维修

转向OoA零件生产的挑战之一是保持质量。Tyson表示:“当您将热塑性复合材料放入工装中然后将工装放入热压罐中时,在真空袋和硬质工装下的退火或固化过程解决了许多问题。制造中的许多错误都在固化过程中得到了解决。”

例如,GA-ASI已开始将原位检测以及原位返工和修理纳入其无工装制造工艺。这使得该过程更加可靠和高效,并产生更可预测的结果。

ARAMIS 热像仪由Trilion 质量系统开发,是一种全视场光学测量系统,可以监控复合材料零件的生产质量。它是GA-ASI使用的实时视景装配工具(RVAT)系统的组成部分。

Melilli表示:“该技术使用高速热像仪。我们可以加热固化零件,并且随着零件冷却,使用这个摄像头,我们实际上可以探测出零件中的任何空隙或任何异物。这使我们能够从质量的角度了解该零件是否可以接收。它比使用超声技术更快,而超声技术是目前公认的零件检验标准。”

Tyson解释说,一台摄像头可以做很多不同的事情。“当我们用机器人铺放头铺放预浸带时,我们可以在六个自由度上跟踪铺放头,这样我们就可以确保它将材料铺放在应有的位置。我们可以检查已经铺放的材料的粘合质量,我们在构建过程中可以检查材料的形状——或整个零件——以确保它与CAD实时匹配。”

Tyson表示,热塑性复合材料生产中进行原位监测,使生产步骤的数量降到热固性塑料零件生产的一半。这使制造速度提高了10倍,并可将成本降低一半。不过利用热像仪摄像头的数据也有助于热固性零件的生产。在铺放过程中,摄像头可以立即探测到在织物层之间捕获的任何异物。

为了充分利用摄像头的能力,Trilion开始在制造过程中为关键复合材料零件添加图案,以增强视景检测。使用热像仪的数据,飞机公司将能够寻找图案的变化,以检查这些零件的应变。他们可以在飞机的使用寿命期间监测飞机的结构 健康 状况,而无需向飞机增加任何重量或功率(例如多个应变仪或声学传感器)。根据Trilion的说法,它相当于使用了数百万个应变仪。

更快的铺放

使用复杂的软件是制造商在提高零件质量的同时加快零件生产的另一种方式。例如,纤维补强片的放置可以缩短铺放时间,减少复合材料零件所需的纤维量而不会影响其强度。

由Cevotec开发的纤维补强片铺放过程使用从信用卡到信封大小的单向材料,以及柔性的夹具和CAD模型。夹具拾取补强片后,系统中的摄像头会检查材料是否有缺陷。然后,夹具将每个补强片放置在工装上,对这些零件进行布置和定向,以优化零件沿其载荷路径的强度。

Melilli解释说:“我们可以布置补强片,使它们准确地位于零件中,为零件提供在CAD模型中定义的所需强度。该软件完成了所有分析,包括对零件的有限元分析。”

通过该系统,公司可以生产热固性或干燥纤维预制件,可以进入热压罐或蛤壳式模具进行树脂浸渍。此外,纤维补强片放置比手工更快,取消了制造过程中的许多步骤。

复合材料自动化已经完成了一些带有纤维补强片放置的原型程序,欧洲航空航天公司赛峰和空客旗下Premium Aerotec也在进行一些开发工作。

共享的信息

工业界的合作努力,包括分享有关新制造技术的资料,将有助于加速下一代复合材料飞机组件的开发。Hein说:“总的来说,必须积极开发这些改进,这需要行业和合作伙伴的承诺和参与。”

在英国,斯普利特公司正与斯特拉斯克莱德大学和其他组织合作开展此项研究。“英国弹射器中心允许像斯普利特这样的工业合作伙伴加入,这可比通常通过内部资金更快地试验下一代设备。”弹射器中心由英国创新机构创新英国建立,是一个非盈利中心的网络,旨在促进各行各业的创新。

合作的另一个例子是荷兰的热塑性复合材料研究中心(TPRC)。该联盟的成员认为,热塑性复合材料是轻量化制造大批量材料的最佳选择,它们共同努力消除采用它的技术障碍。

Melilli表示,NASA正在美国提出建立类似的热塑性固化研究机构。但无论这是否成为现实,毫无疑问,这个国家的制造商将很快尝试一些新的飞机零件生产方法。 Geriguis预测,未来三到五年,NASA、空客、波音和通用原子公司等航空领域的领导者以及GKN福克和斯普利特等制造商将采用热塑性复合材料固化的新概念,十年内它将成为复合材料制造的常规方法之一。

然而,Hein看到了一些挑战。虽然许多新的复合材料技术将在未来五年内就绪并进入制造业,但飞机制造业的性质可能会推迟其实施。他解释说:“一些技术将需要资本化,材料鉴定甚至工程变更都是现有计划难以证明的成本。在这些情况下,实施新技术将需要与新产品发布协调,而这在航空航天领域并不像其他一些行业那样频繁。与此同时,这促使人们需要在实施机遇出现时提前准备好技术。”

改进的技术将加速飞机制造业对复合材料的采用。Hein继续说道:“航空航天领域的复合材料利用率已经大幅增加,这与过去20多年来的生产率增长相吻合。随着成本和周期的进一步改进,复合材料可能在未来的飞机产品中扮演更重要的角色。”

复合材料,强度高,重量轻,在军事上用途广泛。飞机,坦克,军舰,防弹衣,导弹等等。

战友!你真是遇见好人了!我是第二炮兵某部中尉连长!我也写过像你这样的论文!像底下那个是复制的,我给你点自己的意见吧!注:我是用U盘给你复制的凹,是我自己收集的材料!复合材料(Composite materials),是以一种材料为基体(Matrix),另一种材料为增强体(reinforcement)组合而成的材料。各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。复合材料的基体材料分为金属和非金属两大类。金属基体常用的有铝、镁、铜、钛及其合金。非金属基体主要有合成树脂、橡胶、陶瓷、石墨、碳等。增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维、石棉纤维、晶须、金属丝和硬质细粒等。复合材料使用的历史可以追溯到古代。从古至今沿用的稻草增强粘土和已使用上百年的钢筋混凝土均由两种材料复合而成。20世纪40年代,因航空工业的需要,发展了玻璃纤维增强塑料(俗称玻璃钢),从此出现了复合材料这一名称。50年代以后,陆续发展了碳纤维、石墨纤维和硼纤维等高强度和高模量纤维。70年代出现了芳纶纤维和碳化硅纤维。这些高强度、高模量纤维能与合成树脂、碳、石墨、陶瓷、橡胶等非金属基体或铝、镁、钛等金属基体复合,构成各具特色的复合材料。分类:复合材料按其组成分为金属与金属复合材料、非金属与金属复合材料、非金属与非金属复合材料。按其结构特点又分为:①纤维复合材料。将各种纤维增强体置于基体材料内复合而成。如纤维增强塑料、纤维增强金属等。②夹层复合材料。由性质不同的表面材料和芯材组合而成。通常面材强度高、薄;芯材质轻、强度低,但具有一定刚度和厚度。分为实心夹层和蜂窝夹层两种。③细粒复合材料。将硬质细粒均匀分布于基体中,如弥散强化合金、金属陶瓷等。④混杂复合材料。由两种或两种以上增强相材料混杂于一种基体相材料中构成。与普通单增强相复合材料比,其冲击强度、疲劳强度和断裂韧性显著提高,并具有特殊的热膨胀性能。分为层内混杂、层间混杂、夹芯混杂、层内/层间混杂和超混杂复合材料。 60年代,为满足航空航天等尖端技术所用材料的需要,先后研制和生产了以高性能纤维(如碳纤维、硼纤维、芳纶纤维、碳化硅纤维等)为增强材料的复合材料,其比强度大于4×106厘米(cm),比模量大于4×108cm。为了与第一代玻璃纤维增强树脂复合材料相区别,将这种复合材料称为先进复合材料。按基体材料不同,先进复合材料分为树脂基、金属基和陶瓷基复合材料。其使用温度分别达250~350℃、350~1200℃和1200℃以上。先进复合材料除作为结构材料外,还可用作功能材料,如梯度复合材料(材料的化学和结晶学组成、结构、空隙等在空间连续梯变的功能复合材料)、机敏复合材料(具有感觉、处理和执行功能,能适应环境变化的功能复合材料)、仿生复合材料、隐身复合材料等。[编辑本段]性能 复合材料中以纤维增强材料应用最广、用量最大。其特点是比重小、比强度和比模量大。例如碳纤维与环氧树脂复合的材料,其比强度和比模量均比钢和铝合金大数倍,还具有优良的化学稳定性、减摩耐磨、自润滑、耐热、耐疲劳、耐蠕变、消声、电绝缘等性能。石墨纤维与树脂复合可得到膨胀系数几乎等于零的材料。纤维增强材料的另一个特点是各向异性,因此可按制件不同部位的强度要求设计纤维的排列。以碳纤维和碳化硅纤维增强的铝基复合材料,在500℃时仍能保持足够的强度和模量。碳化硅纤维与钛复合,不但钛的耐热性提高,且耐磨损,可用作发动机风扇叶片。碳化硅纤维与陶瓷复合,使用温度可达1500℃,比超合金涡轮叶片的使用温度(1100℃)高得多。碳纤维增强碳、石墨纤维增强碳或石墨纤维增强石墨,构成耐烧蚀材料,已用于航天器、火箭导弹和原子能反应堆中。非金属基复合材料由于密度小,用于汽车和飞机可减轻重量、提高速度、节约能源。用碳纤维和玻璃纤维混合制成的复合材料片弹簧,其刚度和承载能力与重量大5倍多的钢片弹簧相当。[编辑本段]成型方法 复合材料的成型方法按基体材料不同各异。树脂基复合材料的成型方法较多,有手糊成型、喷射成型、纤维缠绕成型、模压成型、拉挤成型、RTM成型、热压罐成型、隔膜成型、迁移成型、反应注射成型、软膜膨胀成型、冲压成型等。金属基复合材料成型方法分为固相成型法和液相成型法。前者是在低于基体熔点温度下,通过施加压力实现成型,包括扩散焊接、粉末冶金、热轧、热拔、热等静压和爆炸焊接等。后者是将基体熔化后,充填到增强体材料中,包括传统铸造、真空吸铸、真空反压铸造、挤压铸造及喷铸等、陶瓷基复合材料的成型方法主要有固相烧结、化学气相浸渗成型、化学气相沉积成型等。[编辑本段]应用 复合材料的主要应用领域有:①航空航天领域。由于复合材料热稳定性好,比强度、比刚度高,可用于制造飞机机翼和前机身、卫星天线及其支撑结构、太阳能电池翼和外壳、大型运载火箭的壳体、发动机壳体、航天飞机结构件等。②汽车工业。由于复合材料具有特殊的振动阻尼特性,可减振和降低噪声、抗疲劳性能好,损伤后易修理,便于整体成形,故可用于制造汽车车身、受力构件、传动轴、发动机架及其内部构件。③化工、纺织和机械制造领域。有良好耐蚀性的碳纤维与树脂基体复合而成的材料,可用于制造化工设备、纺织机、造纸机、复印机、高速机床、精密仪器等。④医学领域。碳纤维复合材料具有优异的力学性能和不吸收X射线特性,可用于制造医用X光机和矫形支架等。碳纤维复合材料还具有生物组织相容性和血液相容性,生物环境下稳定性好,也用作生物医学材料。此外,复合材料还用于制造体育运动器件和用作建筑材料等。 复合材料的发展和应用 复合材料是指由两种或两种以上不同物质以不同方式组合而成的材料,它可以发挥各种材料的优点,克服单一材料的缺陷,扩大材料的应用范围。由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点,已逐步取代木材及金属合金,广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、健身器材等领域,在近几年更是得到了飞速发展。 随着科技的发展,树脂与玻璃纤维在技术上不断进步,生产厂家的制造能力普遍提高,使得玻纤增强复合材料的价格成本已被许多行业接受,但玻纤增强复合材料的强度尚不足以和金属匹敌。因此,碳纤维、硼纤维等增强复合材料相继问世,使高分子复合材料家族更加完备,已经成为众多产业的必备材料。目前全世界复合材料的年产量已达550多万吨,年产值达1300亿美元以上,若将欧、美的军事航空航天的高价值产品计入,其产值将更为惊人。从全球范围看,世界复合材料的生产主要集中在欧美和东亚地区。近几年欧美复合材料产需均持续增长,而亚洲的日本则因经济不景气,发展较为缓慢,但中国尤其是中国内地的市场发展迅速。据世界主要复合材料生产商PPG公司统计,2000年欧洲的复合材料全球占有率约为32%,年产量约200万吨。与此同时,美国复合材料在20世纪90年代年均增长率约为美国GDP增长率的2倍,达到4%~6%。2000年,美国复合材料的年产量达170万吨左右。特别是汽车用复合材料的迅速增加使得美国汽车在全球市场上重新崛起。亚洲近几年复合材料的发展情况与政治经济的整体变化密切相关,各国的占有率变化很大。总体而言,亚洲的复合材料仍将继续增长,2000年的总产量约为145万吨,预计2005年总产量将达180万吨。 从应用上看,复合材料在美国和欧洲主要用于航空航天、汽车等行业。2000年美国汽车零件的复合材料用量达万吨,欧洲汽车复合材料用量到2003年估计可达万吨。而在日本,复合材料主要用于住宅建设,如卫浴设备等,此类产品在2000年的用量达万吨,汽车等领域的用量仅为万吨。不过从全球范围看,汽车工业是复合材料最大的用户,今后发展潜力仍十分巨大,目前还有许多新技术正在开发中。例如,为降低发动机噪声,增加轿车的舒适性,正着力开发两层冷轧板间粘附热塑性树脂的减振钢板;为满足发动机向高速、增压、高负荷方向发展的要求,发动机活塞、连杆、轴瓦已开始应用金属基复合材料。为满足汽车轻量化要求,必将会有越来越多的新型复合材料将被应用到汽车制造业中。与此同时,随着近年来人们对环保问题的日益重视,高分子复合材料取代木材方面的应用也得到了进一步推广。例如,用植物纤维与废塑料加工而成的复合材料,在北美已被大量用作托盘和包装箱,用以替代木制产品;而可降解复合材料也成为国内外开发研究的重点。 另外,纳米技术逐渐引起人们的关注,纳米复合材料的研究开发也成为新的热点。以纳米改性塑料,可使塑料的聚集态及结晶形态发生改变,从而使之具有新的性能,在克服传统材料刚性与韧性难以相容的矛盾的同时,大大提高了材料的综合性能。 树脂基复合材料的增强材料 树脂基复合材料采用的增强材料主要有玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等。 1、玻璃纤维 目前用于高性能复合材料的玻璃纤维主要有高强度玻璃纤维、石英玻璃纤维和高硅氧玻璃纤维等。由于高强度玻璃纤维性价比较高,因此增长率也比较快,年增长率达到10%以上。高强度玻璃纤维复合材料不仅应用在军用方面,近年来民用产品也有广泛应用,如防弹头盔、防弹服、直升飞机机翼、预警机雷达罩、各种高压压力容器、民用飞机直板、体育用品、各类耐高温制品以及近期报道的性能优异的轮胎帘子线等。石英玻璃纤维及高硅氧玻璃纤维属于耐高温的玻璃纤维,是比较理想的耐热防火材料,用其增强酚醛树脂可制成各种结构的耐高温、耐烧蚀的复合材料部件,大量应用于火箭、导弹的防热材料。迄今为止,我国已经实用化的高性能树脂基复合材料用的碳纤维、芳纶纤维、高强度玻璃纤维三大增强纤维中,只有高强度玻璃纤维已达到国际先进水平,且拥有自主知识产权,形成了小规模的产业,现阶段年产可达500吨。 2、碳纤维 碳纤维具有强度高、模量高、耐高温、导电等一系列性能,首先在航空航天领域得到广泛应用,近年来在运动器具和体育用品方面也广泛采用。据预测,土木建筑、交通运输、汽车、能源等领域将会大规模采用工业级碳纤维。1997~2000年间,宇航用碳纤维的年增长率估计为31%,而工业用碳纤维的年增长率估计会达到130%。我国的碳纤维总体水平还比较低,相当于国外七十年代中、末期水平,与国外差距达20年左右。国产碳纤维的主要问题是性能不太稳定且离散系数大、无高性能碳纤维、品种单一、规格不全、连续长度不够、未经表面处理、价格偏高等。 3、芳纶纤维 20世纪80年代以来,荷兰、日本、前苏联也先后开展了芳纶纤维的研制开发工作。日本及俄罗斯的芳纶纤维已投入市场,年增长速度也达到20%左右。芳纶纤维比强度、比模量较高,因此被广泛应用于航空航天领域的高性能复合材料零部件(如火箭发动机壳体、飞机发动机舱、整流罩、方向舵等)、舰船(如航空母舰、核潜艇、游艇、救生艇等)、汽车(如轮胎帘子线、高压软管、摩擦材料、高压气瓶等)以及耐热运输带、体育运动器材等。 4、超高分子量聚乙烯纤维 超高分子量聚乙烯纤维的比强度在各种纤维中位居第一,尤其是它的抗化学试剂侵蚀性能和抗老化性能优良。它还具有优良的高频声纳透过性和耐海水腐蚀性,许多国家已用它来制造舰艇的高频声纳导流罩,大大提高了舰艇的探雷、扫雷能力。除在军事领域,在汽车制造、船舶制造、医疗器械、体育运动器材等领域超高分子量聚乙烯纤维也有广阔的应用前景。该纤维一经问世就引起了世界发达国家的极大兴趣和重视。 5、热固性树脂基复合材料 热固性树脂基复合材料是指以热固性树脂如不饱和聚酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、乙烯基酯树脂等为基体,以玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等为增强材料制成的复合材料。环氧树脂的特点是具有优良的化学稳定性、电绝缘性、耐腐蚀性、良好的粘接性能和较高的机械强度,广泛应用于化工、轻工、机械、电子、水利、交通、汽车、家电和宇航等各个领域。1993年世界环氧树脂生产能力为130万吨,1996年递增到143万吨,1997年为148万吨,1999年150万吨,2003年达到180万吨左右。我国从1975年开始研究环氧树脂,据不完全统计,目前我国环氧树脂生产企业约有170多家,总生产能力为50多万吨,设备利用率为80%左右。酚醛树脂具有耐热性、耐磨擦性、机械强度高、电绝缘性优异、低发烟性和耐酸性优异等特点,因而在复合材料产业的各个领域得到广泛的应用。1997年全球酚醛树脂的产量为300万吨,其中美国为164万吨。我国的产量为18万吨,进口4万吨。乙烯基酯树脂是20世纪60年代发展起来的一类新型热固性树脂,其特点是耐腐蚀性好,耐溶剂性好,机械强度高,延伸率大,与金属、塑料、混凝土等材料的粘结性能好,耐疲劳性能好,电性能佳,耐热老化,固化收缩率低,可常温固化也可加热固化。南京金陵帝斯曼树脂有限公司引进荷兰Atlac系列强耐腐蚀性乙烯基酯树脂,已广泛用于贮罐、容器、管道等,有的品种还能用于防水和热压成型。南京聚隆复合材料有限公司、上海新华树脂厂、南通明佳聚合物有限公司等厂家也生产乙烯基酯树脂。 1971年以前我国的热固性树脂基复合材料工业主要是军工产品,70年代后开始转向民用。从1987年起,各地大量引进国外先进技术如池窑拉丝、短切毡、表面毡生产线及各种牌号的聚酯树脂(美、德、荷、英、意、日)和环氧树脂(日、德)生产技术;在成型工艺方面,引进了缠绕管、罐生产线、拉挤工艺生产线、SMC生产线、连续制板机组、树脂传递模塑(RTM)成型机、喷射成型技术、树脂注射成型技术及渔竿生产线等,形成了从研究、设计、生产及原材料配套的完整的工业体系,截止2000年底,我国热固性树脂基复合材料生产企业达3000多家,已有51家通过ISO9000质量体系认证,产品品种3000多种,总产量达73万吨/年,居世界第二位。产品主要用于建筑、防腐、轻工、交通运输、造船等工业领域。在建筑方面,有内外墙板、透明瓦、冷却塔、空调罩、风机、玻璃钢水箱、卫生洁具、净化槽等;在石油化工方面,主要用于管道及贮罐;在交通运输方面,汽车上主要有车身、引擎盖、保险杠等配件,火车上有车厢板、门窗、座椅等,船艇方面主要有气垫船、救生艇、侦察艇、渔船等;在机械及电器领域如屋顶风机、轴流风机、电缆桥架、绝缘棒、集成电路板等产品都具有相当的规模;在航空航天及军事领域,轻型飞机、尾翼、卫星天线、火箭喷管、防弹板、防弹衣、鱼雷等都取得了重大突破。 热塑性树脂基复合材料 热塑性树脂基复合材料是20世纪80年代发展起来的,主要有长纤维增强粒料(LFP)、连续纤维增强预浸带(MITT)和玻璃纤维毡增强型热塑性复合材料(GMT)。根据使用要求不同,树脂基体主要有PP、PE、PA、PBT、PEI、PC、PES、PEEK、PI、PAI等热塑性工程塑料,纤维种类包括玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维和硼纤维等一切可能的纤维品种。随着热塑性树脂基复合材料技术的不断成熟以及可回收利用的优势,该品种的复合材料发展较快,欧美发达国家热塑性树脂基复合材料已经占到树脂基复合材料总量的30%以上。 高性能热塑性树脂基复合材料以注射件居多,基体以PP、PA为主。产品有管件(弯头、三通、法兰)、阀门、叶轮、轴承、电器及汽车零件、挤出成型管道、GMT模压制品(如吉普车座椅支架)、汽车踏板、座椅等。玻璃纤维增强聚丙烯在汽车中的应用包括通风和供暖系统、空气过滤器外壳、变速箱盖、座椅架、挡泥板垫片、传动皮带保护罩等。 滑石粉填充的PP具有高刚性、高强度、极好的耐热老化性能及耐寒性。滑石粉增强PP在车内装饰方面有着重要的应用,如用作通风系统零部件,仪表盘和自动刹车控制杠等,例如美国HPM公司用20%滑石粉填充PP制成的蜂窝状结构的吸音天花板和轿车的摇窗升降器卷绳筒外壳。 云母复合材料具有高刚性、高热变形温度、低收缩率、低挠曲性、尺寸稳定以及低密度、低价格等特点,利用云母/聚丙烯复合材料可制作汽车仪表盘、前灯保护圈、挡板罩、车门护栏、电机风扇、百叶窗等部件,利用该材料的阻尼性可制作音响零件,利用其屏蔽性可制作蓄电池箱等。 我国的热塑性树脂基复合材料的研究开始于20世纪80年代末期,近十年来取得了快速发展,2000年产量达到12万吨,约占树脂基复合材料总产量的17%,,所用的基体材料仍以PP、PA为主,增强材料以玻璃纤维为主,少量为碳纤维,在热塑性复合材料方面未能有重大突破,与发达国家尚有差距。 我国复合材料的发展潜力和热点 我国复合材料发展潜力很大,但须处理好以下热点问题。 1、复合材料创新 复合材料创新包括复合材料的技术发展、复合材料的工艺发展、复合材料的产品发展和复合材料的应用,具体要抓住树脂基体发展创新、增强材料发展创新、生产工艺发展创新和产品应用发展创新。到2007年,亚洲占世界复合材料总销售量的比例将从18%增加到25%,目前亚洲人均消费量仅为,而美国为,亚洲地区具有极大的增长潜力。 2、聚丙烯腈基纤维发展 我国碳纤维工业发展缓慢,从CF发展回顾、特点、国内碳纤维发展过程、中国PAN基CF市场概况、特点、“十五”科技攻关情况看,发展聚丙烯腈基纤维既有需要也有可能。 3、玻璃纤维结构调整 我国玻璃纤维70%以上用于增强基材,在国际市场上具有成本优势,但在品种规格和质量上与先进国家尚有差距,必须改进和发展纱类、机织物、无纺毡、编织物、缝编织物、复合毡,推进玻纤与玻钢两行业密切合作,促进玻璃纤维增强材料的新发展。 4、开发能源、交通用复合材料市场 一是清洁、可再生能源用复合材料,包括风力发电用复合材料、烟气脱硫装置用复合材料、输变电设备用复合材料和天然气、氢气高压容器;二是汽车、城市轨道交通用复合材料,包括汽车车身、构架和车体外覆盖件,轨道交通车体、车门、座椅、电缆槽、电缆架、格栅、电器箱等;三是民航客机用复合材料,主要为碳纤维复合材料。热塑性复合材料约占10%,主要产品为机翼部件、垂直尾翼、机头罩等。我国未来20年间需新增支线飞机661架,将形成民航客机的大产业,复合材料可建成新产业与之相配套;四是船艇用复合材料,主要为游艇和渔船,游艇作为高级娱乐耐用消费品在欧美有很大市场,由于我国鱼类资源的减少、渔船虽发展缓慢,但复合材料特有的优点仍有发展的空间。 5、纤维复合材料基础设施应用 国内外复合材料在桥梁、房屋、道路中的基础应用广泛,与传统材料相比有很多优点,特别是在桥梁上和在房屋补强、隧道工程以及大型储仓修补和加固中市场广阔。 6、复合材料综合处理与再生 重点发展物理回收(粉碎回收)、化学回收(热裂解)和能量回收,加强技术路线、综合处理技术研究,示范生产线建设,再生利用研究,大力拓展再生利用材料在石膏中的应用、在拉挤制品中的应用以及在SMC/BMC模压制品中的应用和典型产品中的应用。 21世纪的高性能树脂基复合材料技术是赋予复合材料自修复性、自分解性、自诊断性、自制功能等为一体的智能化材料。以开发高刚度、高强度、高湿热环境下使用的复合材料为重点,构筑材料、成型加工、设计、检查一体化的材料系统。组织系统上将是联盟和集团化,这将更充分的利用各方面的资源(技术资源、物质资源),紧密联系各方面的优势,以推动复合材料工业的进一步发展。

LDZ1994 - 助理 二级 连自己的身份都敢暴露真是胆子大啊,复合材料在军事上的应用非常广泛,如坦克的复合装甲应用前景非常的好,上面的资料已经非常的充分了

飞机涡轮叶片论文参考文献

因为只有它才是最适合发动机的,而且这样能够保证国产飞机的飞行情况,也不会出现氧化的情况,不会在行驶的过程中下降。

这两种元素的特质是不一样。铼延展性更好一些,更加的安全一些。虽然价格贵,但是使用寿命长。钨耐高温,但是用的时间非常短。

汽 车 维 修 技 师 专 业 技 术 论文标题: 涡轮增压器故障原因分析及使用维护关键字:涡轮增压、使用维护、故障分析工作单位:宁波凯迪汽车销售有限公司作 者: 何一建日 期: 二零一一年三月十八日目录前言摘要关键字一、引言二、涡轮增压的日常应用三、涡轮增压的原理与类型四、涡轮增压的使用与维护五、涡轮增压的常见故障及原因分析六、涡轮增压维修实例七、结束语八、致谢前言我国进入WTO以来,大量的进口汽车涌入国门,国外先进的维修技术、维修工艺、维修观念、管理模式等,对我国汽车维修企业的发展与改革起到了很好的借鉴作用,使得国内汽车制造维修技术上了一个新台阶。我们身处在汽车维修行业如何应对日新月异的汽车维修技术,使自己不落后于时代,我个人认为只有不断的学习充电,借鉴成功的经验,树立质量第一,用户至上的服务意识,才能使自己真正的与时俱进。涡轮增压器故障原因分析及使用维护摘 要: 装有涡轮增压的车辆已经越来越多了,也越来越多的被人们所知悉,他的好坏决定着现代汽车动力性,本文主要浅谈凯迪拉克SLS车型 涡轮增压的使用维护及简单故障原因分析关键字:涡轮增压、使用维护、故障分析一、引言: 随着国民经济的迅猛发展,我国汽车产量逐年增加,汽车保有量越来越多,2011年已达7400万辆,车型也越来越复杂。尤其是高科技的飞速发展,一些新技术、新材料在汽车上得到广泛应用,而涡轮增压在汽车上的应用则赋予汽车更加强大的动力性,且涡轮增压发动机的耗油量也并不比不增压的发动机耗油量高多少。在汽车使用中,增压器难免会有问题,而这将直接影响发动机的动力性,分析研究增压器故障,现象,探索和研究增压器的结构原因具有重大的现实意义。本文重点通过增压器的结构原理及一些日常维护,正确认识增压器故障,更好的使用和维护增压器。二、涡轮增压的日常应用: 涡轮增压的主要作用就是提高发动机进气量,从而增加发动机的功率和扭矩,让车子更有劲。涡轮增压的英文名字为Turbo,一般来说,如果我们在轿车尾部看到Turbo或者T,即表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机了。相信大家都在路上看过不少这样的车型,譬如奥迪A6的,宝来赛威等等三、涡轮增压的原理与类型 分类 (1)废气涡轮增压系统:这就是我们平时最常见的涡轮增压装置了,其优点是增压器与发动机无任何机械联系,因此基本不会损耗发动机原有的功率。它是利用发动机工作所产生的高温高压废气推动涡轮高速运转,从而带动连到一根轴上的泵轮,泵轮将空气加压输送到进气歧管,增加了发动机进气效率,可以提供更多的燃油完全燃烧,从而提高了发动机的功率,降低了燃油的消耗,同时由于燃烧条件的改善,减少了废气中有害物质的排放,增压后发动机的功率可提高20%~40%左右。 (2)机械增压系统:这个装置安装在发动机上并由皮带与发动机曲轴相连接,从发动机输出轴获得动力来驱动增压器的转子旋转,从而将空气增压吹到进气岐道里。其优点是涡轮转速和发动机相同,因此没有滞后现象,动力输出非常流畅。但是由于装在发动机转动轴里面,因此还是消耗了部分动力,增压出来的效果并不高。 (3)复合增压系统:即废气涡轮增压和机械增压并用,机械增压有助于低转速时的扭力输出,但是高转速时功率输出有限;而废气涡轮增压在高转速时拥有强大的功率输出,但低转速时则力不从心。发动机的设计师们于是就设想把机械增压和涡轮增压结合在一起,从而解决两种技术各自的不足,同时解决低速扭矩和高速功率输出的问题。这种装置在大功率柴油机上采用比较多,汽油机上采用双增压系统(复合增压系统)的车型还比较少,大众的 TSI发动机(这款发动机兼顾了低速扭力输出和高速功率输出。在低转速时,由机械增压提供大部分的增压压力,在1 500rpm时,两个增压器同时提供增压压力。随着转速的提高,涡轮增压器能使发动机获得更大的功率,与此同时,机械增压器的增压压力逐渐降低。机械增压通过电磁离合器控制,它与水泵集合在一起。在转速超过3500rpm时,由涡轮增压器提供所有的增压压力,此时机械增压器在电磁离合器的作用下完全与发动机分离,防止消耗发动机功率)采用了了这一系统。其发动机输出功率大、燃油消耗率低、噪声小,只是结构太复杂,技术含量高,维修保养不容易,因此很难普及 (4)气波增压系统:利用高压废气的脉冲气波迫使空气压缩。这种系统增压性能好、加速性好但是整个装置比较笨重,不太适合安装在体积较小的轿车里面,这里就不多做介绍了。 原理 众所周知发动机是靠燃料在汽缸内燃烧作功来产生功率的,由于输入的燃料量受到吸入汽缸内空气量的限制,因此发动机所产生的功率也会受到限制,如果发动机的运行性能已处于最佳状态,想再增加输出功率,只能通过压缩更多的空气进入汽缸内来增加燃料量,从而提高燃烧作功能力。因此在目前的技术条件下,涡轮增压器是惟一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置。 我们平常所说的涡轮增压装置其实就是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加发动机的进气量,一般来说,涡轮增压器是一种利用内燃机作功所产生的废气驱动空气压缩机,从而令机器效率提升的装置。利用排出废气的热量及流量,涡轮增压器能提升内燃机的马力输出。如下图所示:首先是涡轮室的进气口与发动机排气歧管相连,排气口则接在排气管上,然后增压器的进气口与空气滤清器管道相连,排气口接在进气歧管上,最后涡轮和泵轮分别装在涡轮室和增压器内,二者同轴刚性联接。这样一个整体的涡轮增压装置就做好。 涡轮增压都是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的泵轮,泵轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入汽缸,当发动机转速增快,废气排出速度与涡轮转速也同步增快,泵轮就压缩更多的空气进入汽缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整一下发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率了。本文着重介绍凯迪拉克赛威 双涡流增压器的工作原理,如下图所示:可以使四缸发动机的1、4缸使用一条单独排气通道,而2、3缸使用另一条单独的排气通道,两条通道在涡轮处会和,共同作用到涡轮上,以避免出现各缸之间的排气压力干扰,提高发动机低速时的涡轮增压回应,减少涡轮迟滞的出现。排气旁通阀控制是指通过改变排气旁通阀开度,来控制涡轮增压器涡轮转速,然后控制进气增压的压力变化。排气旁通阀关闭,发动机废气全部作用到涡轮上,涡轮高速运转,以实现进气压力的增加。排气旁通阀打开,发动机废气部分通过涡轮,部分通过排气旁通阀泄放掉,涡轮速度下降,泵轮速度随之下降,进气压力稳定不再增加或减少,以防止增压压力过高损坏发动机。在车辆正常高速行驶时,进气旁通阀关闭,进气被涡轮增压器增压进入进气歧管,进气歧管保持高压。车辆突然减速,进气旁通阀打开,进气歧管内高压空气通过进气旁通阀形成内部循环,减少涡轮增压器阻力,使得涡轮增压器泵轮维持高速运转,并减小因进气阻力形成的噪音。重新加速后,因泵轮维持高速运转,避免出现重新加速的迟滞现象。 四、涡轮增压的使用与维护 凯迪拉克赛威车的涡轮增压器,是利用发动机排出的废气驱动涡轮,它再怎么先进也还是一套机械装置,由于它工作的环境经常处于高速、高温下工作,增压器废气涡轮端的温度在600度以上,增压器的转速也非常高,因此为了保证增压器的正常工作,对它的正确使用和维护十分重要。主要我们要遵循以下的方法: 汽车在起动时,高速空转或突然加速会导致涡轮增压器的轴承损坏,因此不能急踩加速踏板,应先怠速运转三分钟,这是为了使机油温度升高,流动性能变好,从而使涡轮增压器得到充分润滑,然后才能提高发动机转速,起步行驶,这点在冬天显得尤为重要,至少需要热车5分钟以上。 发动机长时间高速运转后,不能立即熄火。原因是发动机工作时,有一部分机油供给涡轮增压器转子轴承润滑和用于冷却的,正在运行的发动机突然熄火后,机油压力迅速下降为零,机油润滑会中断,涡轮增压器内部的热量也无法被机油带走,这时增压器涡轮部分的高温会传到轴承中间,轴承支承壳内的热量不能迅速带走,而同时增压器转子仍在惯性作用下高速旋转,这样就会造成涡轮增压器转轴与轴套之间“咬死”而损坏轴承和轴。此外发动机突然熄火后,此时排气歧管的温度很高,其热量就会被吸收到涡轮增压器壳体上,将停留在增压器内部的机油熬成积炭。当这种积炭越积越多时就会阻塞进油口,导致轴套缺油,加速涡轮转轴与轴套之间的磨损。因此发动机熄火前应怠速运转三分钟左右,使涡轮增压器转子转速下降,同时也降低了排气歧管的温度。此外值得注意的就是涡轮增压发动机同样也不适宜长时间怠速运转,一般应该保持在10分钟之内。 选择机油的时候一定要注意,由于涡轮增压器的作用,使进入燃烧室的空气质量与体积有大幅度的提高,发动机结构更紧凑、更合理,较高的压缩比,使发动机的工作强度更高。机械加工精度也更高,装配技术要求更严格。所有这些都决定了涡轮增压发动机的高温、高转速、大功率、大扭矩、低排放的工作特点。同时也就决定了发动机的内部零部件要承受较高的温度及更大的撞击、挤压和剪切力的工作条件,所以在选用涡轮增压轿车车用机油时,就要考虑到它的特殊性,所使用的机油必须抗磨性好,耐高温,建立润滑油膜块,油膜强度高和稳定性好,所以机油最好选用全合成机油、半合成机油等高质量润滑油或者凯迪拉克原厂专用机油 发动机机油和滤清器必须保持清洁,防止杂质进入,因为涡轮增压器的转轴与轴套之间配合间隙很小,如果机油润滑能力下降,就会造成涡轮增压器的过早报废。 需要按时清洁空气滤清器(另外注意:在空气滤清器或空气滤清器壳体已被拆下时,不要起动发动机),防止灰尘等杂质进入高速旋转的压气叶轮,造成转速不稳或轴套和密封件加剧磨损。 需要经常检查涡轮增压器的密封环是否密封。因为如果密封环没有密封住,那么废气会通过密封环进入发动机润滑系统,将机油变脏,并使曲轴箱压力迅速升高,此外发动机低速运转时机油也会通过密封环从排气管排出或进入燃烧室燃烧,从而造成机油的过度消耗产生“烧机油”的情况。 涡轮增压器要经常检查有没有异响或者不寻常的震动,润滑油管和接头有没有渗漏。 涡轮增压器转子轴承精密度很高,维修及安装时的工作环境要求很严格,因此当增压器出现故障或损坏时应到指定的维修站进行维修,而不是到普通的修理店。五、涡轮增压的常见故障及原因分析 涡轮增压器(见图)利用发动机排出的废气驱动发动机主动叶轮,与主动叶轮同轴的从动叶轮也以同样转速转动。怠速时,叶轮转速约为12000r/min,当加速踏板踩到底时,叶轮转速约为135000r/min,,因从动叶轮在发动机进气端,故加大了进气压力和进气量,避免发动机在较高转速下进气迟滞;能大幅度提高发动机功率和转矩,且最大转矩峰值呈平直线状。 故障原因 (1)增压器突然停止运转。其原因多为增压器轴承损坏、转子组烧坏,外界物将涡轮、泵轮叶片打坏而卡死等。 (2)增压器涡轮或泵轮端“排油”。当增压器转子轴磨损严重,转子轴密封环失去作用,或操作不当造成润滑条件恶劣致使密封环磨损、拉伤而失效时,涡轮端或泵轮端会出现“排油”故障。涡轮端“排油”,会使排气管、消声器产生大量油污和积炭,增大排气阻力,降低增压器的转速,使发动机动力下降;泵轮端“排油”,会使发动机进气管道存有大量机油,机油消耗加大,进气阻力增大,发动机动力便下降。 (3)增压器振动剧烈且有噪声。其主要原因是由于转子轴严重磨损,使轴承间隙加大产生振动,涡轮与泵轮损坏或沾有油泥使转子动平衡被破坏而产生噪声和振动。若噪声明显表现出是金属摩擦,则是泵轮或涡轮叶片与壳体碰擦。 (4)增压器气喘。因进气系统堵塞,如空气滤清器堵塞、进气道油灰沉积等原因,造成发动机增压压力下降且产生较大波动,在增压器泵轮端发出如气喘的异响,伴随发动机工作不稳,动力下降,排气管冒黑烟。 (5)增压器增压力下降。进气管道堵塞、轴承与轴磨损、涡轮或泵轮叶片变形或损坏、与壳体摩擦等均会造成增压压力下降。 故障检修 (1)外观检查观察涡轮与泵轮以外排、进气联接法兰和接头有无裂纹、漏气等现象,特别要观察增压器“排油”现象是否严重。这点在压气机至进气管之间的橡胶管接头上最为明显。若该接头处仅表现为轻微地渗油,仍属正常现象。若此地漏油严重,表明增压器已不能再使用。此外发动机停机后,用听诊器可以听到增压器转子依靠惯性转动的声音,声音若持续1min以上的时间,表明增压器性能良好。 (2)压气机泵轮部分检修拆卸压气机与进气管道的连接,观察压气机叶轮和泵壳的摩擦情况、漏油情况以及叶片的损坏情况。若发现叶轮与泵壳有摩擦,而泵壳摩擦部位附着物较坚固,表明泵轮内有损坏;如果发现是外来物损伤了泵轮,或者泵轮轴漏油现象严重,均应对增压器进行维修。 (3)旋转组件检修若检查涡轮与泵轮没有明显损坏,用手迅速转动增压器转子,应该旋转自如,无明显的研磨噪声和阻滞现象,否则表明轴已烧损。用千分尺检查转子轴轴向间隙以及涡轮端和泵轮端的径向间隙,其值不得超过标准范围。分解拆装旋转组件时,必须做好压气机叶轮、转子轴及锁紧螺母的相对位置记号。更换压气机叶轮要做动平衡试验。安装涡轮端和泵轮端两密封环时,开口互成180o,相对中间壳进油口成90o。压气机叶轮锁紧螺母要按规定扭矩拧紧。 (4)涡轮机涡轮部分检修从涡轮机出气口将排气管道拆除,检查涡轮叶片以及壳体摩擦情况、漏油情况和叶片损坏情况。若发现叶片与壳体有摩擦,而壳体上的附着物坚硬而牢固,可能是涡轮内有损坏,此时必须拆卸修理。若发现积油严重,则应观察该油是从排气系统带来的,还是从涡轮中心排出的,若积油来自轴心且较严重,表明涡轮轴的密封环失效,应对增压器拆检维修。若积油来自排气系统,而叶轮上积油较多,就将涡轮拆卸清洗 六、涡轮增压维修实例 故障:发动机机油消耗高 车型:赛威 故障现象:客户反应说该车烧机油,拔出油尺一看已经到最底刻度线了,由于该车已经行驶了不到4000公里了,可以经行首次保养了,于是建议客户首保后行驶1000公里再到我站检查。行驶1000公里后到我站检查发现确实少了近350毫升机油。 检查分析:根据该车的具体结构分析,导致发动机机油消耗高的原因有5个:①气门油封漏油。②活塞与气缸筒密封不严。③曲轴箱强制通风PCV阀故障。④涡轮增压器油封漏油。⑤发动机油底壳衬垫、油封等处泄漏。 图1所示:涡轮增压器未漏油 该车行驶里程很短,基本全新,外观没有漏油现象,说明所减少的机油是进入气缸内消耗的。经检查排气管无明显蓝烟冒出的现象,然后拆开涡轮增压中冷器的连接管,发现中冷器内壁很干净,根据以往经验,如果涡轮增压器(图1)油封漏油,在中冷器内会积存大量机油,所以该发动机的涡轮增压器油封没有损坏。说明消耗机油的大部分在发动机内被加热而变成了积炭,进而怀疑气门油封泄漏。经拆下4只喷油器用内窥镜观察进气门,发现1缸进气门的背面有很多积炭,由此判断是1缸进气门油封损坏。 故障排除:由于该车行驶里程很短,不大可能存在其它损坏,我们决定只更换16只气门油封,并采用了不拆气缸盖换气门油封的方法。于是拆下气门室罩和1-4缸火花塞,将曲轴转动到第1缸压缩行程上止点,拆下进排气凸轮轴,向第1缸内充入压缩空气,更换了第1缸进排气门油封,其它3缸依此类推。更换了全部进排气门油封后,再将车辆交付用户并电话跟踪回访,用户反映该车在2次换机油保养之间未缺机油。七、结束语 本文介绍了涡轮增压器故障,现象,探索和研究了增压器的结构原因,通过增压器的结构原理及一些日常维护,正确认识增压器故障原因、解决办法,维修方式,以及如何正确使用、维护汽车涡轮增压器,尽量避免增压器的故障发生,延长使用寿命。 对于未来,随着汽车对动力性的需求量逐渐增大,涡轮增压的使用也会越来月频繁,不仅是在货车领域,在小汽车领域的的发展也将成为主流,而正确认识和使用涡轮增压器也将是我们每个人都应该象英语与开车一样被我们所接受。八、致谢 衷心感谢宁波交通技工学校和职业技能鉴定中心老师专家能够对本人精心指导,使本人对汽车维修能有一个全新的认识,在此表示诚恳感谢!由于本人水平有限,写作能力不强,如果有不够全面和深入的问题,请老师批评指正。参考文献:《2011凯迪拉克SLS 维修手册》 《汽车维修与保养》2007年第一期 主编:黄为 《汽车维修技师》2003年3月第一版 主编:丁鸣朝

因为铼是不会产生热胀冷缩的现象的,这种特性是非常适合制作一些飞在天上的东西,是不会产生一些意外的情况的,这种东西有着一个很好的稳定性的,可以应对一些极端的天气的。

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