轴承腔热分析通用软件的开发与应用.pdf

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1、第43卷第1期2013年1月航空计算技术Aerona_uticalComputingTechniqueV01．43No．1Jan．2013轴承腔热分析通用软件的开发与应用高文君，刘振侠，吕亚国(西北工业大学动力与能源学院，陕西西安710072)摘要：为满足航空发动机设计需求，开发了一种全新的航空发动机轴承腔热分析通用软件。软件基于可视化图形建模技术与热网络算法，通过构建轴承腔热网络模型图来完成热分析计算，具有良好的通用性与适用性。软件前台是采用DELPHI编写的图形界面，可以完成图形建模、参数输入与输出；后台是基于热网络法建立的各

2、节点热流平衡方程组，通过FORTRAN编写的主程序进行热分析计算。软件能够获得轴承腔细致的温度场分布以及热状态变化规律，通过与试验数据对比，软件具有良好的计算精度。关键词：轴承腔；热分析；通用软件；图形建模；可视化中图分类号：V233．4文献标识码：A文章编号：167l一654x(2013)Ol·0106一04DevelopmentandApplicationofGe骶ralSof帅areofBearingChamberThemalA彻lysisGAOWen—jun，LIUZhen—xia，LVYa—guo(&^ooZQ厂Po加e

3、rn蒯E聊呦，，Ⅳon砌∞把mP0f，韶c^n如‰洫rs渺，觑70n710072，饥i眦)Abstract：Anewgeneralsoftwareofbearingchamberthe珊alanalysisforturbineen舀neisdeVeloped．The珊alnetworkmethodisusedtoestablishheatbalanceequations，onwhichthe姗alanalysisisbased．AvisiblegraphicinteIfaceisdevelopedwithDELPHIandisus

4、edtobuildmodels，inputandoutputdata，whileamainprogramdevelopedbyFORTRANisusedtocalculate．AllthesecontributetosoRware’sgen‘eralizationandsuitability．Comparedwithexpedmentresults，thesoftwarehasagoodaccumcy．Keywords：bearingchamber；the瑚alanalysis；generalsoftware；graphicint

5、edace；Visualization引言航空发动机轴承腔热分析是发动机润滑系统分析与设计的基础，目前国内外对轴承腔热分析主要采用节点热网络法⋯：将轴承腔划分为若干温度节点，通过建立各节点的热平衡方程进行温度场计算。但传统的分析方法仅针对某一特定轴承腔建立专用的计算程序，过程繁琐且不易发现其中的错误；程序不具有通用性，对使用者的要求较高，一般技术人员很难掌握。在航空发动机发达国家，各发动机公司或研究机构早已发展了多种轴承腔热分析通用软件，如BAB．HAP、cYBEAN、SHABERTH等，但因其具有较高的工程应用价值而被限制对外输

6、出¨1。本文发展了一种全新的航空发动机轴承腔热分析通用软件。软件基于可视化图形建模技术和热网络算法。通过搭建由温度节点和传热热阻元件组成的热网络图，实现通用的热分析计算过程。经过验证，软件具有良好的适用性与计算精度。l软件设计思想基于模块化的设计思想，软件分为三个部分：可视化图形界面、支撑数据库和热网络算法主程序。各部分之间既相对独立，又相互联系，其流程关系如图l所示‘31。图l软件流程示意图收稿日期：2012一ll一28基金项目：航空科学基金项目资助(20090453006)作者简介：高文君(1988一)，男，山东烟台人，硕士研

7、究生，主要研究方向为航空发动机润滑系统、轴承动力学与润滑等领域。2013年1月高文君等：轴承腔热分析通用软件的开发与应用1．1可视化图形界面软件以DELPHI语言为开发工具，建立了可视化的图形界面，如图2。在界面中可以完成热分析计算的全部内容，包括：1)绘制轴承腔结构的简化图形。2)在简化图形中布置温度节点和传热热阻元件，绘制轴承腔的热网络模型图。3)定义各节点或元件的特性参数，构建热网络数据模型并完成热分析计算。4)热分析计算结果的图形显示。可视化的图形界面方便了轴承腔热网络模型的构建，使软件具有良好的通用性与适用性矗占怎昙告二

8、去芒二毒二矗矗占是·盖·品嘉二!!壁竺竺!!!竺竺坚!竺塑!坐竺竺竺些翌—!苎==!一—_!竺!U．一嗣叠e睁图2软件可视化图形界面1．2支撑数据库支撑数据库是连接图形界面与主程序的媒介。经过图形识别后，热网络模型转化为数据关系储存于数据库中，包括