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CFM56-7风扇单元体实物模型制作.rar

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    编号:20181030002726270    类型:共享资源    大小:25.82MB    格式:RAR    上传时间:2018-10-30
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    CFM56 风扇 单元 实物 模型 制作
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    本科毕业设计(论文)CFM56-7 风扇单元体实物模型制作学生姓名: 钱 学 森 专 业: 飞行器动力工程 学 号: 100141221 指导教师: 张 银 波 所属学院: 航空工程学院 二〇一四年六月中国民航大学本科毕业设计(论文)CFM56-7 风扇单元体实物模型制作Making Physical Modeling of Fan Modulefor CFM56-7 Engine学生姓名 :钱 学 森专 业 :飞行器动力工程学 号 :100141221指导教师 :张 银 波学 院 : 航空工程学院2014 年 6 月中国民航大学本科毕业论文创见性声明本人声明:所呈交的毕业论文是本人在指导教师的指导下进行的工作和取得的成果,论文中所引用的他人已经发表或撰写过的研究成果,均加以特别标注并在此表示致谢。与我一同工作的同志对本论文所做的任何贡献也已在论文中作了明确的说明并表示谢意。毕业论文作者签名: 签字日期: 年 月 日本科毕业设计(论文)版权使用授权书本毕业设计(论文)作者完全了解中国民航大学有关保留、使用毕业设计(论文)的规定。特授权中国民航大学可以将毕业设计(论文)的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交毕业设计(论文)的复印件和磁盘。(保密的毕业论文在解密后适用本授权说明)毕业论文作者签名: 指导教师签名:签字日期: 年 月 日 签字日期: 年 月 日中国民航大学本科毕业论文I摘 要论文以 CFM56-7 风扇单元体为研究对象,研究了单元体的基本构造及装配,文章首先介绍了 CFM56-7 风扇单元体各组成部件的大致结构和功能,然后详细讲解了运用 CATIA 软件对各组成部件的实体建模过程,包括前、后整流锥,风扇叶片等,同时为了让模型的造型结构尽量接近实际,参考了大量官方外文资料,通过对内容的翻译理解,结合相应的图片进行对比,得到尽量真实的参数,如 AMM(Aircraft Maintenance Manual)手册, IPC(Illustrated Parts Catalog)手册,ESM(Engine Shop Manual)手册等。最后运用 3D 打印机打印出各部件,按照构造装配成完整的风扇单元体,以供日后相关学习或教学之用。关键词:CFM56-7 发动机;风扇单元体;CATIA; 3D 打印中国民航大学本科毕业论文IIAbstractIn this paper, researching object is CFM56-7 fan module, and studies the basic structure and assembly module, first introducing the general structure and function of the every component parts of the CFM56-7 fan module, and then explaining in detail the process of using CATIA software to establish the model of the every component parts, including front cone and rear cone, fan blades, etc. and in order to make the models are close to the true thing, paper refer the large number of official and foreign information, by translating and understanding the contents, combining with pictures to try to get the real parameters, such as AMM manual, IPC manual, ESM manual. Finally, using of 3D printer to print the parts, according to the structure assembly into a complete fan module for future related learning or teaching. Key Words: CFM56-7 Engines; Fan Module; CATIA; 3D Print中国民航大学本科毕业论文III目 录摘 要 ....................................................................................................................................IAbstract ................................................................................................................................II第 1 章 绪论 ........................................................................................................................11.1 课题研究的背景及意义 ........................................................................................11.2 CFM56 系列发动机介绍 ......................................................................................11.3 CATIA V5 软件的介绍 .........................................................................................21.4 3D 打印技术介绍 ..................................................................................................3第 2 章 CFM56-7 发动机风扇单元体 ...............................................................................42.1 概述 ........................................................................................................................42.2 单元体组件 ............................................................................................................42.2.1 进气整流锥 ..................................................................................................42.2.2 风扇轮盘 ......................................................................................................42.2.3 风扇叶片 ......................................................................................................42.2.4 其他零部件 ..................................................................................................5第 3 章 CFM56-7 发动机风扇单元体建模与模拟装配 ...................................................63.1 建模准备及思路 ....................................................................................................63.2 各单元体组件建模 ................................................................................................63.2.1 整流锥前部建模 ..........................................................................................63.2.2 整流锥后部建模 ........................................................................................133.2.3 风扇轮盘建模 ............................................................................................163.2.4 风扇叶片建模 ............................................................................................193.2.5 保持环和保持法兰盘建模 ........................................................................223.2.6 风扇平台建模 ............................................................................................233.2.7 垫块等结构的建模 ....................................................................................253.3 模拟装配 ..............................................................................................................27第 4 章 部件实体打印 ......................................................................................................294.1 格式转换 ..............................................................................................................294.2 生成 3D 打印源文件 ...........................................................................................294.3 部件打印 ..............................................................................................................30第 5 章 结论 ......................................................................................................................33参考文献 ..............................................................................................................................34中国民航大学本科毕业论文IV致 谢 ..............................................................................................................................35附录:外文翻译资料 ..........................................................................................................36第 1 章 绪论1第 1 章 绪论1.1 课题研究的背景及意义我国民航业正处于飞速发展阶段,客货运输量逐年攀升,但是另一方面,我国的飞机及发动机设计制造等技术与世界先进国家相比还有一定的差距,所以不得不从其他国家大量引进各种型号的飞机及发动机,由于大多数国家技术保密,只能引进产品,无法了解真正的核心技术,一定程度上也阻碍了我国的相关技术的发展。而我校作为全国一流的民航类院校,肩负培养未来民航人才的艰巨任务,为了能更好的启发学生的思维,让学生更容易理解相关知识,一方面让学生到学校现有的设备上进行相关学习,另一方面也通过软件模拟和自己制作等方式来帮助学生。随着教育方法设施的不断完善扩展,三维建模设计与制造技术已经在科教行业得到了广泛运用,同时正在迅速发展。基于 CATIA 平台的三维建模技术的研究与实现,为教学提供了一种很好的工具,对教学和研究都起了很大的促进作用,具有很大实用性。该种技术完全是在虚拟的环境下对构件的系统结构建模,并且能够对模型进行自由旋转,这样能够更清楚的体现出结构特点,尤其是对那些结构复杂的教学实体进行了三维建模,就能够清晰地看清其中某个复杂结构,从而提高了教学进度和实效性,加深了学生的理解,便于学习 [1]。再运用 3D 打印,得到模型的各实体部件,通过组装拆解过程的演示,能让学生对相关部件的结构原理及装配有更深入的理解。1.2 CFM56 系列发动机介绍CFM56 是由美国通用电气公司( GE)和法国国营航空发动机研制公司(SNECMA)组成的国际公司(CFMI ) ,在 F101 核心机技术的基础上,为适应 20世纪 80 年代后国际军、民用飞机市场的需要而研制的 100kN 级高涵道比、双转子、轴流式的涡轮风扇发动机。有 CFM56-3、CFM56-5、 CFM56-7 等多个系列多种型号,现在的 B737 和 A320 都是装的两台 CFM56 发动机。进气口为环形、无进口导流叶片,在流道外壁设置有消声衬板,无防冰装置。 风扇为单级轴流式,CFM56-2 风扇叶尖带冠,是唯一带冠的风扇叶片,CFM56-3 和 CFM56-5 带叶中阻尼凸台,可以减震, CFM56-7 有 24 片宽叶弦风扇叶片,盘与叶片材料均为钛合金。 低压压气机为 3 级轴流式(CFM56-5C 为 4 级),出口处沿圆周均布 12 个可调放气活门(VBV) ,可于低功率状态将部分空气放出风扇通道,防止发动机喘振。高压压气机为 9 级轴流式,进口导流叶片和前 3 级静子叶片可调(VSV) ,静子中国民航大学本科毕业论文2机匣结构为分半式机匣,6~9 级机匣为双层结构,外层机匣上设有 5 级空气引出口,内层机匣为低膨胀合金制成并在 5 级引出空气包围中,起到了控制压气机后面级间间隙的作用。燃烧室为短环形燃烧室,火焰筒由 Hastelloy X 锻环机械加工成,在火焰筒内外壁均有分段气膜冷却孔,通过压气机引气来掺混冷却,燃烧室机匣材料为 IN718。 高压涡轮为单级轴流式,导向器叶片和转子叶片都从低压压气机出口引气进行冷却,得到尽可能大的推力,涡轮还进行主动间隙控制(ACC) ,由高压压气机第 5级和第 9 级引来的空气对其进行主动间隙控制。 低压涡轮为 4 级轴流式(CFM56-5A 为 4.5 级,CFM56-5C 为 5 级),涡轮机匣引风扇后空气进行间隙控制。尾喷管为固定面积收敛型喷管,风扇流道内设置有反推力装置,用于飞机降落时减速。CFM56 系列发动机的技术数据如下表所示 [2]。表 1-1 CFM56 系列发动机技术数据系列 -3 -5B -7起飞推力(kN)86~98 98~142 87~117总增压比 27.5~30.6 32.6~35.5 32.8空气流量(kg/s )289~322 372~439 307~354涵道比(巡航) 4.9~5.1 5.4~6.0 5.1~5.5内涵流量(kg/s )49.0~52.8 58.0~62.7 50.3~54.5风扇直径(mm)1524 1734 1549长度(mm) 2362 2600 2500质量(kg) 1941 2381 23661.3 CATIA V5 软件的介绍CATIA 是法国 Dassault System 公司旗下的 CAD/CAE/CAM 一体化软件,Dassault System 成立于 1981 年,CATIA 是英文 Computer Aided Tri-Dimensional Interface Application 的缩写。CATIA 是法国的产品开发旗舰解决方案,作为 PLM
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