某型压气机挤压油膜阻尼器动力特性分析与试验研究

发布时间：2020-03-25 20:35

【摘要】：挤压油膜阻尼器减振技术是目前在航空发动机中应用最广泛的减振技术,其结构简单,可靠性高且减振效果显著。本文针对某型压气机转子挤压油膜阻尼器实际结构,通过理论计算和试验研究开展相关结构参数对挤压油膜阻尼器动力特性影响的研究,其中重点研究了供油槽构型的影响。研究结果对某型发动机研制,保证发动机转子安全运转具有重要的工程实际应用价值。论文主要成果如下:(1)基于流体力学和雷诺方程等理论,建立了无供油槽构型的挤压油膜阻尼器动力学计算分析模型,分别采用基于短轴承假设的解析法、有限差分法和商用有限元软件Fluent仿真的方法进行求解油膜压力,研究并对比无供油槽构型分析模型的挤压油膜阻尼器模型的油膜压力分布及特点,三种方法针对无供油槽分析模型计算结果一致,表明论文分析模型计算方法与结果有效;(2)针对某型压气机转子挤压油膜阻尼器实际结构,建立了某型压气机带供油槽构型的挤压油膜阻尼器计算分析模型,仿真结果表明:当考虑供油槽构型时,只有有限差分法和Fluent方法适用;供油槽对于油膜动力特性的影响较大;供油槽位置对于油膜特性的影响很大;在中心位置、1/4位置及侧边位置开槽中,依据本文分析结果,推荐工程采用侧边开槽的方式;(3)针对某型压气机带供油槽构型的挤压油膜阻尼器,采用有限差分法和Fluent仿真的方法研究了动偏心率、油膜间隙、供油温度和压力、静偏心以及端封构型对于挤压油膜阻尼器动力学特性的影响。研究表明:动偏心率和静偏心较大时,会使油膜特性呈现强非线性;油膜间隙过小会使油膜刚度值过大;Fluent仿真分析表明:供油压力仅对供油口局部压力有影响;而试验研究表明:供油压力会提高全局油膜压力值。因此,供油压力对挤压油膜阻尼器特性影响,需结合试验深入研究,才能满足工程应用要求;对于端封构型的影响进行了初步探究,研究表明:端封有利于提升挤压油膜阻尼器的压力分布,并提出了今后的研究方向;(4)设计了双向激励试验器,分别研究了在不同激振频率、不同动偏心率、不同供油温度和压力下,无端封和有端封的挤压油膜阻尼器的油膜压力变化规律,两者对比证明端封的有效性。将试验结果与理论计算结果进行对比,验证了本文理论模型的合理性。本文的研究成果对某型压气机挤压油膜阻尼器动力学特性的工程应用具有很强的理论指导与工程实际应用意义。
【图文】：

挤压油膜阻尼器,结构示意图

状态和静偏心等参数对于其动力学特性的影响，采用数值计算SFD 的设计方法及流程提出优化改进方案，研究结果可以为某试验提供技术支撑与工程应用参考；同时为某型核心机及整机机转子的支承设计和优化提供重要的技术支撑，有很强的理论阻尼器介绍D 结构十分简单，如图 1.1 所示。弹性支承作为挤压油膜阻尼器一定的间隙，一般该间隙极小，只有零点几个毫米。在工作状，并且不间断供应，，使间隙充满滑油。弹性支承固定，不能随不断挤压间隙内的滑油，形成挤压油膜的现象，从而产生油膜转化为油膜的内能，起到减振的作用。一般情况下，在工程上下方，阻尼器外环或者弹性支承的对应位置会设计周向供油槽，为了提高油膜压力和油膜阻尼，会在 SFD 油膜的两端设置端

挤压油膜阻尼器,结构形式,弹支,鼠笼

南京航空航天大学全日制专业学位硕士学位论文有两种结构形式：同心型和非同心型，主要差异是在支承方式上，其结构如型 SFD 装有鼠笼式弹性支承作为定心弹簧。其优点是可以通过调节鼠笼弹支系统的临界转速，并且可以通过调节鼠笼弹支的位置，使得阻尼器的内环和想的同心状态。此种结构形式的 SFD 在工程应用中较为普遍。非同心型 SF簧，不具备提供静载的能力，所以无法调整转子系统的临界转速。但它的优阻尼器而言，结构更加简单，不会出现鼠笼弹支疲劳断裂的情况。同时质量、安装方便。非同心型结构也可用于主支承处，作为减振部件[13]。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V233

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