静偏心下挤压油膜阻尼器动力特性探究

发布时间：2020-10-09 00:51

　　挤压油膜阻尼器以减振效果明显,结构简单等优点在航空发动机中应用广泛,掌握和研究挤压油膜阻尼器动力特性,成为改善航空发动机整机振动问题重要而有效的途径,在目前的研究中,对于挤压油膜阻尼器的关注点多为更加精确求解挤压油膜压力分布,对于挤压油膜阻尼器受到装配或转子自重影响导致的油膜内外环不对中即初始静偏心的影响研究较少,本文以初始静偏心对转子动力特性带来的影响为研究的重点,研究的内容及成果如下:(1)以广义雷诺方程为基础,建立包含静偏心项的挤压油膜阻尼器雷诺方程,采用差分法对其进行求解,并与Fluent分析结果相对比,验证所建雷诺方程的正确性;(2)通过Fluent及差分法研究了封油间隙、工作状态、工作环境、静偏心等对油膜特性的影响,研究结果表明:在端封间隙较小时,端封的考虑与否对计算结果影响极大;滑油工作温度的升高将迅速恶化阻尼器性能;静偏心的出现将会使油膜刚度阻尼随时间交变,在相同动态偏心比下,增加静偏心比会使油膜刚度及阻尼均值升高;(3)采用传递矩阵法建立1-0-1支承形式的双盘单转子模型,运用Newmark-β及Newton-Raphson法分析静偏心对其动力特性的影响,研究表明:静偏心导致转子临界转速升高,突加不平衡响应瞬态振幅增加,转子支承不再适用各向同性假设;鼠笼支承力受静偏心影响大幅增加,恶化了支承处工作条件。为保证转子动力特性与设计相符,静偏心比应控制在0.2内为宜;(4)采用传递矩阵法建立含中介支承双转子模型,分析了静偏心对双转子的动力特性影响,研究表明:仅考虑内转子静偏心时,由于油膜力及中介支承影响,导致外转子动态平衡位置偏离发动机轴线,这无疑将加重外转子碰磨风险。
【学位单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：V231.92
【部分图文】：

挤压油膜阻尼器

挤压油膜阻尼器结构简图

挤压油膜阻尼器,基本形式,油膜,进动

(a)非定心型 (b)定心型图 1. 2 挤压油膜阻尼器两种基本形式理想状态下，典型的定心式 SFD 工作状态如图 1.3(a)所示，油膜轴颈的进动中心相重合，阻尼器的静偏心是指转子在静止状态时，油膜轴颈中心与油膜环中心之1e 。在含有初始静偏心状态下，SFD 的工作状态如图 1.3(b)所示，此时在静偏心影颈的进动中心将不再与油膜环中心 Ob点相重合，而是围绕 Oe进动。由于轴颈在的偏心距是时刻变化的，其动力特性也时刻在变化。本文以 e1表示静偏心距，用心距，e 表示总偏心距。文主要研究的便是定心式 SFD 在包含初始静偏心对挤压油膜阻尼器—转子系统。

差分法,求解过程,解析解

图 2. 5 差分法求解过程诺方程经过一定简化，可以得到近似的解析解，相比于差结果没有差分法求解精确，但是解析解的优点是求解速度系统响应，求解雷诺方程次数动辄上万次甚至几十万次，漫长的甚至不可接受的，所以目前在求解响应时仍以解析短轴承假设，近似认为油膜两端没有端封，滑油可以自由大于周向，故将挤压油膜阻尼器雷诺方程中的 p / θ 项省后方程解析解。以静偏心下雷诺方程为例，说明求解过程2 3 2 3 2 3 2 32( cos sin ) 12 ( sin cos )he e e e ω θ θ μ ω θ θθ + 8）前一项同时省略2 p / θ ，方程改写为32 3 2 3( ) 12 ( sin cos )ph e ez zμ ω θ θ = +

【参考文献】