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CFM56-7B发动机燃烧室部件3D建模及实物造型.rar

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    编号:20181030002727411    类型:共享资源    大小:3.92MB    格式:RAR    上传时间:2018-10-30
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    CFM56 发动机 燃烧室 部件 建模 实物 造型
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    本科毕业设计(论文)CFM56-7B 发动机燃烧室部件 3D 建模及实物造型学生姓名: 马立克 专 业: 飞行器动力工程 学 号: 130145224 指导教师: 张银波 所属学院: 航空工程学院 二〇一七年六月中国民航大学本科毕业设计(论文)CFM56-7B 发动机燃烧室部件 3D 建模及实物造型Building of 3D Model and Physical Model of CFM56-7B Combustion Chamber Unit 学生姓名:马立克专 业:飞行器动力工程学 号:130145224指导教师:张银波学 院:航空工程学院2017 年 6 月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 日摘 要研究对象为 CFM56-7B 涡扇发动机单环型燃烧室,以波音公司资料(AMM 手册) 、赛峰国际发动机公司的资料(IPC 手册)以及航空发动机构造、原理教材对该发动机燃烧室的结构、以及工作原理进行研究。依据燃烧室各部件结构,首先设计合适的尺寸,然后利用制图软件 CATIA 绘制各个零部件的模型并且进行虚拟装配。最终将各部件通过 3D 打印技术制作实物,并且将其制作成完整的燃烧室。关键词:CFM56-7B 涡扇发动机单环型燃烧室;CATIA;3D 打印AbstractThe research object is CFM56-7B turbofan engine SAC combustion. Based on the data of Boeing Company (AMM manual),CFMI Engine Company (IPC manual) and teaching materials of working principle and structure of aero-engine,learning about the working principle and structure of aero-engine. According to the structure of the parts,design the appropriate size of the model firstly,then use the drawing software CATIA to draw the various parts of the model and virtual assembly. The parts are finally made in 3D by 3D printing technology and made into a complete combustion.Key Words: CFM56-7B’s SAC combustion; CATIA; 3D printerI目 录第 1 章 绪论 ........................................................................................................................11.1 论文的背景 ................................................................................................................11.2 CFM56-7B 发动机介绍 ............................................................................................11.3 CATIA 的介绍 ..........................................................................................................21.4 3D 打印机的介绍 ......................................................................................................2第 2 章 CFM56-7B 燃烧室 ...................................................................................................32.1 概述 ............................................................................................................................32.2 燃烧室组成 ................................................................................................................42.2.1 火焰筒 ................................................................................................................42.2.2 燃烧室机匣 ........................................................................................................42.2.3 旋流器 ................................................................................................................5第 3 章 CFM56-7B 发动机燃烧室单元体建模与模拟装配 ...............................................73.1 燃烧室各组件建模 ....................................................................................................73.1.1 确定建模使用的剖面图和建立坐标系 ............................................................73.1.2 火焰筒内壁建模 ................................................................................................73.1.3 火焰筒外壁建模 ..............................................................................................133.1.4 燃烧室内壁建模 ..............................................................................................143.1.5 燃烧室外壁建模 ..............................................................................................163.1.6 燃烧室中旋流器建模 ......................................................................................203.1.7 旋流器罩与火焰筒内外壁连接建模 ..............................................................223.2 模拟装配 ..................................................................................................................24第 4 章 零部件的打印与装配 ..........................................................................................254.1 软件 CURA 软件介绍 ..............................................................................................254.2 火焰筒内壁的打印 ..................................................................................................264.3 火焰筒外壁的打印 ..................................................................................................274.4 燃烧室内壁的打印 ..................................................................................................284.5 燃烧室外壁的打印 ..................................................................................................284.4 旋流器的打印 ..........................................................................................................304.5 旋流器罩与火焰筒内外壁连接建模 ......................................................................314.6 零件的装配 ..............................................................................................................32II第 5 章 结论 ......................................................................................................................34参考文献 ..............................................................................................................................35致 谢 ..................................................................................................................................36附录:外文翻译资料 ..........................................................................................................37外文翻译资料译文部分 ......................................................................................................41中国民航大学本科毕业设计论文1第 1 章 绪论1.1 论文的背景现代飞机制造技术飞速发展的今天,中国民航事业发展迅速,各类型的民航客机、发动机都层出不穷。但 CFM56-7B 发动机用于国内现今的主流民航客机机型 B737NG系列飞机,运用广泛,但对于学校教学难于找到相关实物。由于随着科学技术的快速进步,3D 技术已经越来越普及,广泛应用于航空航天、汽车制造、造船、机械制造、电子\电器、消费品行业,几乎覆盖所有的产品设计与制造领域。制图软件 CATIA 自从发布了可以在个人计算机上使用的 CATIA V5 版本以后,普及率快速增长。并且由于 CATIA V5 版本和 Windows 操作界面的相似性,使得软件的运用变得非常简单。如今 CATIA 不仅在机械设计方面,比如:汽车制造,轮船制造,飞机制造等,占据日益重要的地位。现今通过了解CFM56-7B基本结构,使用CATIA制定一定尺寸绘制其各部分部件的模型,然后运用3D打印技术按照一定比例复制出具有高仿真效果的发动机模型。能够对燃烧室基本结构有非常直观的印象,深化对CFM56-7B发动机的认识。1.2 CFM56-7B 发动机介绍CFM56-7B 是双转子、轴流式、高涵道、分开排气的涡轮风扇发动机,如图 1-1。图 1-1 CFM56-7B 单环形燃烧室发动机动力主要由风扇排气提供 78%的推力,而后涡轮排气供给 22%的推力。1971 年法国 SNECMA 公司与美国 GE 公司合作,把 F101 涡扇发动机的核心机作为基础发展满足 80 年代飞机低油耗、低噪声、低污染要求的发动机。1971 年 11月两家公司决定联合研制 10000daN 级的大涵道比的发动机。1974 年 9 月正式组成中国民航大学本科毕业设计论文2CFM 国际公司,发动机定名为 CFM56。CFM56-7B 是 1993 年在 CFM56-3 型的基础上换装 24 个直径为 1.55m 宽弦风扇叶片,并增加新增压级。1.3 CATIA 的介绍CATIA 是法国(Dassault)系统公司推出的一套功能强大的三维 CAD/CAE/CAM一体化软件系统,期内容涵盖了产品从概念设计、工业造型设计、三维模型设计、分析计算、动态模拟仿真、工程图输出,到生产加工成产品的全过程,应用范围涉及航空航天、汽车、工程机械、造船、通用机械、数控加工、医疗器械和电子等诸多领域。CATIA V5 是达索公司在为数字化企业服务过程中不断探索的结晶,与其他同类软件相比具有绝对的领先地位。1.4 3D 打印机的介绍3D 打印机又称三维打印机(3DP) ,是一种累积制造技术,就是一种将模型迅速成形的技术的机器,以数字化模型文件为基础,使用特殊处理的蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过一层一层逐层累积粘合材料来堆积实物物体。现阶段三维打印机被用来制造产品。打印机运行的机理就是把数据通过直连电脑或者插储存卡的方式输入进打印机中,再将原理供给连上,它就会按照程序把实物模型一层层累积出来。3D 打印机与传统意义上的打印机最大的区分点就在于其利用的原料是不在是液态的墨水而是固态的粘性材料,堆积材料的方式有很多,可供选择的介质材料种类有很多,包括各种各样的塑料、金属、陶瓷以及橡胶等。特别的打印机还能一块使用不的材料,使打印对象两面的材质、硬度、外形及光滑程度都同。中国民航大学本科毕业设计论文3第 2 章 CFM56-7B 燃烧室2.1 概述燃烧室的位置在于压气机和涡轮之间,它的作用是将经过压气机增压的空气与燃油成分混合、燃烧,使化学能转变为热能,形成高温高压的燃气流。燃烧室是涡轮燃气发动机的五大部件之一,燃烧室的可靠性和燃烧的充分程度决定了发动机的可靠性、经济性和寿命。燃烧室有三种基本类型:分管燃烧室、联管燃烧室和环形燃烧室。无论哪种燃烧室,都要采用减速扩压、分股进气、反向回流、非均匀混合气成分等基本措施,在燃烧室环境恶劣的情况下,为燃烧室局部区域内创造有利于燃烧的条件,以保证燃烧稳定而完全。CFM56-7B 的燃烧室为环形燃烧室,如图 2-1所示。环形燃烧室的结构特点是在燃烧室内、外壳体之间的环形腔室内安装了一个共同的火焰筒内外壁构成的环形燃烧区和掺混区。根据气体在燃烧室内流动的情况,环形燃烧室又分为直流环形燃烧室、折流环形燃烧室、回流环形燃烧室三种。环形燃烧室由四个同心圆筒组成,最内最外的两个圆筒为燃烧室的内、外壳体,中间两个壳体为火焰筒,在火焰筒的头部装有一圈旋流器和喷油嘴。CFM56-7B 采用的是直流短全环形燃烧室。短环型燃烧室的主要优点为重量轻、尺寸小、布局结构紧凑,空间利用率大,与轴流式压气机组合起来使用,可获得比较均匀 的出口温度分布以及最小的压力损失;它的燃烧过程在同一个火焰筒环腔里进行,不需要联焰管;而且,当容积相同时环形火焰筒的表面积也最小,所需冷却空气量则最小,所以现代航空发动机燃烧室大基本都采用环形燃烧室。图 2-1 CFM56-7B 环形燃烧室CFM56-7 发动机燃烧室它是由扩压器、壳体、火焰筒、燃油喷嘴以及旋流器机
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