大涵道比涡扇发动机风扇转子持续不平衡振动研究

发布时间：2021-01-10 18:53

　　咨询通告AC25-24《发动机持续不平衡》要求,针对叶片飞脱导致发动机持续不平衡振动问题需要建立发动机结构模型,但由于持续不平衡状态偏离设计点、工况复杂,且通常伴随碰摩等非线性问题,在搭建发动机结构模型时,如何选择适当的参数及建模方法存在一定的难点。本文针对大涵道比涡扇发动机尺寸级别的风扇转子在持续不平衡状态下的振动特性展开研究,以期为国产新型航空发动机的适航取证和审定工作提供一定参考与支持。本文根据典型商用大涵道比涡扇发动机风扇叶片相关尺寸,建立风扇叶片模型,并进行振动应力分析,结果表明:风扇叶片的共振裕度满足要求;根据典型商用大涵道比涡扇发动机风扇转子结构,建立风扇转子模型,得到风扇转子的前两阶临界转速;通过转子实验台实验结果与有限元仿真结果对比,表明对低压转子有限元建模方法正确、可行;根据典型商用大涵道比涡扇发动机尺寸,建立发动机转静耦合模型,进行了动力学的相关分析。研究了风扇叶片飞脱且转子-静子无碰摩的条件下,风扇转子在持续不平衡状态下的振动特性,并分析了转速和不平衡量对风扇转子不平衡响应的影响。结果表明:当转速越接近风扇转子的临界转速、不平衡量越大时,风扇转子的振动幅值越大;... 

【文章来源】：中国民航大学天津市

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 论文背景及意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 主要研究内容和结构安排
第二章 转子系统碰摩特性计算方法研究
    2.1 转子系统临界转速分析
        2.1.1 临界转速概念
        2.1.2 转子系统临界转速影响因素分析
    2.2 转子-支承系统瞬态响应
    2.3 转子系统碰摩条件下动力学响应分析
        2.3.1 碰摩力
        2.3.2 碰摩运动方程
        2.3.3 碰摩运动成分分析
    2.4 本章小结
第三章 风扇转子模型研究及动力学响应分析
    3.1 风扇叶片模型研究及振动应力分析
        3.1.1 风扇叶片模型研究
        3.1.2 风扇叶片振动应力分析
    3.2 风扇转子模型研究及动力学响应分析
        3.2.1 风扇转子模型研究
        3.2.2 风扇转子动力学分析
    3.3 对低压转子进行有限元建模方法的验证
        3.3.1 转子实验台介绍
        3.3.2 测试系统介绍
        3.3.3 转子实验台临界转速实验结果与仿真结果对比
    3.4 本章小结
第四章 发动机转静耦合模型研究及动力学响应分析
    4.1 发动机转静耦合模型研究
    4.2 发动机转静耦合模型动力学分析
        4.2.1 发动机转静耦合模型模态分析
        4.2.2 发动机转静耦合模型谐响应分析
    4.3 本章小结
第五章 风扇转子持续不平衡振动研究
    5.1 无碰摩情况
        5.1.1 转速对不平衡响应的影响
        5.1.2 不平衡量对不平衡响应的影响
    5.2 有碰摩情况
        5.2.1 风车转速对不平衡响应的影响
        5.2.2 碰摩间隙对不平衡响应的影响
        5.2.3 碰摩刚度对不平衡响应的影响
        5.2.4 不平衡量对不平衡响应的影响
        5.2.5 加速度对不平衡响应的影响
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]民用飞机动力装置安装系统设计研究[J]. 朱岩.  民用飞机设计与研究. 2017(02)
[2]航空发动机风车不平衡适航符合性验证[J]. 贾惟,何文博,刘帅.  航空发动机. 2016(06)
[3]风车载荷情况下民用飞机结构强度评定方法[J]. 唐兆田,赵剑军.  民用飞机设计与研究. 2016(02)
[4]现代喷气战斗机的发动机安装设计[J]. 赵长辉,卢黎波,李文丽,李文杰,张金.  航空工程进展. 2016(02)
[5]航空发动机风扇叶片振动适航符合性设计方法[J]. 曾海军,孙有朝,李龙彪.  南京航空航天大学学报. 2015(06)
[6]航空发动机辅助安装节吊耳结构优化及试验验证[J]. 刘长春,刘莹,储建恒,曹航,张勇,杨雷.  航空发动机. 2015(05)
[7]双盘柔性转子突加不平衡瞬态响应研究[J]. 夏冶宝,任兴民,杨永锋,邓旺群.  机械科学与技术. 2014(02)
[8]民用涡扇发动机空中启动风车转速研究[J]. 田琳,陶冶,申晓霞.  工程与试验. 2013(01)
[9]转子系统耦合故障研究进展与展望[J]. 马辉,李焕军,刘杨,闻邦椿.  振动与冲击. 2012(17)
[10]含滚动轴承的同向和反向旋转双转子系统动力学响应[J]. 罗贵火,周海仑,王飞,杨喜关.  航空动力学报. 2012(08)

博士论文
[1]民用航空发动机风扇叶片适航符合性设计与验证方法研究[D]. 曾海军.南京航空航天大学 2015



本文编号：2969230