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CFM56-7发动机热端主要部件三维建模.rar

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    CFM56 发动机 主要 部件 三维 建模
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    本科毕业设计(论文)CFM56-7 发动机热端主要部件三维建模学生姓名: 叶选东 专 业: 飞行器动力工程 学 号: 100441533 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 发动机热端主要部件三维建模3D Modeling of CFM56-7 Engine Hot Parts学生姓名:叶选东专 业:飞行器动力工程学 号:100441533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 日摘 要在中国航空业迅速发展的今天,对飞机维修人员而言,了解飞机发动机的内部具体构造非常重要。而利用 CATIA 软件对飞机各部件进行装配已经在国内外得到了广泛的应用。该技术的使用可以缩短新产品的开发周期,减少新产品的开发成本。用 CATIA 装配技术来完成发动机实体造型是研究发动机各部分零部件装配关系的一种有效方法。同时,三维建模技术在教学上的广泛应用,根本性地解决了教学上实践结果不足的问题,丰富了教学资料,便于复杂结构的分析与研究。文章中介绍了如何利用 CATIA V5 软件对 CFM56-7 发动机热端部件进行三维建模。CFM56-7 发动机热端各个部件的尺寸与比例主要是根据 737NG 系列 AMM手册、IPC 手册和 CFM56-7B SAC 冷却气路图确定。关键词:三维建模;CFM56-7;热端部件;CATIA中国民航大学本科毕业论文IIAbstractNowadays, China is a big country in civil aviation, which has a rapidly development in aviation industry, and the aviation resources are quiet relatively expensive. The use of technology can shorten the development cycle of new products, reduce development costs of new products. using CATIA assembly technology to complete engine solid modeling is research engine parts assembly relations an effective method. At the same time, 3D modeling technology in teaching widespread application is a fundamental solution to the teaching practice result on the problem of insufficient, enrich the teaching material, facilitate complex structure analysis and research.The article describes that 3D modeling of CFM56-7 engine hot parts with the CATIA V5 software. The size of CFM56-7 engine hot parts and proportion of each component is mainly based on manual 737NG series AMM, IPC manual and CFM56-7B SAC cross section. Key Words: 3D Modeling; CFM56-7; Hot Parts; CATIA中国民航大学本科毕业论文目 录摘 要 .....................................................................................................................................IAbstract..................................................................................................................................II第 1 章 绪论 ........................................................................................................................11.1 课题的研究背景 ....................................................................................................11.2 CFM56 系列发动机介绍 .......................................................................................11.3 CATIA V5 软件介绍 .............................................................................................2第 2 章 CFM56-7 发动机热端主要零部件建模 ........................................................................42.1 建模思路 ................................................................................................................42.2 导入 CFM56-7B SAC 剖面图 ..............................................................................42.3 燃烧 室组件 ............................................................................................................52.4 燃烧室机匣建模 ....................................................................................................82.5 高压涡轮导向器 ..................................................................................................122.6 高压涡轮转子建模 ..............................................................................................152.7 高压涡轮罩环建模 ..............................................................................................172.8 HPTACC 建模 .....................................................................................................182.9 低压涡轮建模 ......................................................................................................192.10 低压涡轮轴建模 ..................................................................................................232.11 低压涡轮后框架建模 ..........................................................................................282.12 尾喷管和尾椎建模 ..............................................................................................30第 3 章 CFM56-7B 热端主要部件装配 ...........................................................................313.1 燃烧室部分装配 ..................................................................................................313.2 高压涡轮相关部件装配 ......................................................................................323.3 低压涡轮相关部件装配 ......................................................................................333.4 低压涡轮轴和低压涡轮后框架部件装配 ..........................................................333.5 尾喷管的装配 ......................................................................................................34第 4 章 结论 ......................................................................................................................35参考文献 ..............................................................................................................................36致 谢 ..................................................................................................................................37附录:外文翻译资料 ..........................................................................................................38中国民航大学本科毕业论文0第 1 章 绪论1.1 课题的研究背景在计算机技术迅猛发展的今天,利用三维模型来表现自己设计思想的工程设计人员也越来越多了,特别是三维 CAD 软件更是已经被普遍的运用。CAD(computer aided design) 即计算机辅助设计,是使用计算机与其图形设备辅助设计人员完成设计工作的软件。全三维设计技术保证了设计数据的唯一性和一致性,不但提高了设计效率,保证了设计质量,而且设计意图直观表达,提高制造的效率与质量。并且可以直接用于后续的仿真和分析,简化分析建模,减少数据的转化,是飞机数据化技术应用的基础。随着教育设施的完善,三维建模设计与制造技术得到了科教行业的普遍重视。基于 CATIA 平台的三维建模技术研究和实现,为教学提供了一中非常好的工具,对教学成果的研究起了很大的促进作用,具有很大的实用性。由于教学资源的有限,许多无法用实物进行演示,但使用三维建模技术就能很好的解决这一问题。由于这种技术实在完全虚拟的环境下,对构件的系统结构能够非常清楚的体现出来,尤其是对那些结构复杂的教学实体进行三维建模,就能够清晰地看清其中的复杂结构,对学生理解发动机内部构架有很大帮助。1.2 CFM56 系列发动机介绍CFM56 是由 CFM 国际制造的高涵道比涡轮风扇发动机,其推力介于 18000 至34000 磅(80 至 150 千牛)之间,使用于波音 737、空客 A320、空客 A340-200/300、KC-135 等飞机上,目前为全球使用最广泛的涡轮风扇发动机之一。CFM56 各型号的大体设计相同,细节略有差别,不同的型号能产生 18000 至34000 磅(80 至 150 千牛)的推力。CFM56 各型号的涵道比介于 5:1 至 6:1 之间。CFM56 是一种双轴发动机,双轴各自负责高压涡轮系统和低压涡轮系统的传动。下面主要介绍 CFM56-7 的主要参数风扇和低压压气机:CFM56-7 使用单级风扇,三级低压低压压气机。低压压气机通过低压轴由低压涡轮驱动,又称为增压级,负责在气流到达高压压气机之前的初级压缩。CFM56-7 使用 22 个宽弦叶片,CFM56-7 使用了在不拆卸发动机的条件下可更换的风扇叶片,这一特性对鸟击等只需要更换数个叶片的情况特别有用。高压压气机:CFM56-7 使用九级高压压气机。进口导流叶叶片和前三级静子叶片可调。静子机匣为对开式,六至九级机匣为双层结构,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,起到了控制压气机第 1 章 绪论1后面级间隙的作用。所有转子叶片可单独更换,各级均设孔探仪检查口。燃烧室:短环形。火焰筒由 Hastelloy X 锻环机械加工成,内外壁均有分段气膜冷却。火焰筒头部有 20 个高压空气雾化喷嘴。高压涡轮:单级轴流式。导向器叶片和转子叶片均用压气机出口空气冷却,高压涡轮与高压压气机组成的高压转子由前后二个轴承支承,由高压压气机第 5 级和第 9 级引来的空气对高压涡轮进行主动间隙控制。低压涡轮:4 级轴流式,涡轮机匣引风扇后空气进行间隙控制,涡轮后机匣为12 个支板结构,中心支承低压转子后支点,低压涡轮轴上 4 号中介轴承支承高压转子。尾喷管:固定面积收敛喷管。风扇流道内设置反推力装置。表 1-1 CFM56-7 系列发动机数据型号 推力 涵道比 增压比 净重 使用机型CFM56-7B1819,500 lbf(86.7 kN)5.5 32.85,216 lb(2,370 kg)737-600CFM56-7B2020,600 lbf(91.6 kN)5.5 32.85,216 lb(2,370 kg)737-600/700CFM56-7B2222,700 lbf(101 kN)5.3 32.85,216 lb(2,370 kg)737-600/700CFM56-7B2424,200 lbf(108 kN)5.3 32.85,216 lb(2,370 kg)737-700/800/900CFM56-7B2626,300 lbf(117 kN)5.1 32.85,216 lb(2,370 kg)737-700/800/900CFM56-7B2827,300 lbf(121 kN)5.1 32.85,216 lb(2,370 kg)737-800/9001.3 CATIA V5 软件介绍CATIA 是法国达索飞机公司在 70 年代开发的高档 CAD/CAM 软件,是世界上一种主流的 CAD/CAE/CAM 一体化软件。CATIA 的产品开发商 Dassault Aviation 是世界著名的航空航天企业,成立于 1981 年。其产品以幻影 2000 和阵风战斗机最为著名。而如今其在 CAD/CAE/CAM 以及 PDM 领域内的领导地位,已得到世界范围内的承认.中国民航大学本科毕业论文2模块化的 CATIA 系列产品旨在满足客户在产品开发活动中的需要,包括风格和外型设计、机械设计、设备与系统工程、管理数字样机、机械加工、分析和模拟。CATIA 产品基于开放式可扩展的 V5 架构。通过使企业能够重用产品设计知识,缩短开发周期,CATIA 解决方案加快企业对市场的需求的反应。自 1999 年以来,市场上广泛采用它的数字样机流程,从而使之成为世界上最常用的产品开发系统。CATIA 系列产品已经在七大领域里成为首要的 3D 设计和模拟解决方案:汽车、航空航天、船舶制造、厂房设计、电力与电子、消费品和通用机械制造。CATIA 提供了完备的设计能力:从产品的概念设计到最终产品的形成,以其精确可靠的解决方案提供了完整的 2D、3D、参数化混合建模及数据管理手段,从单个零件的设计到最终电子样机的建立;同时,作为一个完全集成化的软件系统,CATIA 将机械设计,工程分析及仿真,数控加工和 CATweb 网络应用解决方案有机的结合在一起,为用户提供严密的无纸工作环境,特别是 CATIA 中的针对汽车、摩托车业的专用模块,使 CATIA 拥有了最宽广的专业覆盖面,从而帮助客户达到缩短设计生产周期、提高产品质量及降低费用的目的。本课题是基于 CATIA V5 R2012 版本,对 CFM56-7 发动机热端主要部件进行三维建模,主要用到的是功能是零部件设计模块和装配模块。
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