风车不平衡模拟转子实验台的动力学特性研究

发布时间：2021-10-09 11:44

　　随着现在涡扇发动机风扇尺寸的增大、风扇叶片数量的减少以及风扇和机匣间隙的减小等发展趋势,一旦发动机风扇叶片脱落,易导致风车不平衡状态下的碰摩,从而对整个机体结构都会产生严重的影响。以往研究转静碰摩的问题主要集中在发动机高转速区域,而低转速大不平衡量下的转静碰摩研究相对较少。本文针对典型的民用大涵道比涡扇发动机低压转子结构风车不平衡振动问题所建立的风车不平衡模拟实验台,对其进行仿真分析研究,结合实验,得出风车不平衡模拟状态下转子的振动特性。具体研究内容如下:依据现有的风车不平衡模拟实验台,基于等效原理对其进行适当简化,得到了简化后的三维、二维、一维转子实验台模型,并通过Samcef有限元软件仿真得出了前两阶临界转速,然后将实验测试测得的前两阶临界转速与其进行对比,验证了简化转子模型的有效性,且一维模型在轴系分析中具有足够的精准度,计算时间更短。通过风车不平衡状态模拟实验进行碰摩特性验证。首先采用大不平衡量下的碰摩实验,在实验过程中由于碰撞力过大,导致拉杆发生了扭断、滑块飞脱等情况,出于对转子实验台安全的考虑,最终采用了小不平衡量下的碰摩实验结果验证相应的仿真结果,然后以小不平衡量碰摩仿真... 

【文章来源】：中国民航大学天津市

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

装配后的风车不平衡模拟实验台

图 3-2 装配后的风车不平衡模拟实验台简化示意图车不平衡模拟实验台的支承结构和大多数的涡扇发动机转子系统支承相1 支承结构，其中 1 号支座包含 1 支点和 2 支点，1 支点为滚棒轴承，径向冲击载荷，2 支点为滚珠轴承，不仅可以承受转轴的径向冲击载荷的轴向荷载；2 号支座包含 5 支点，5 支点为滚棒轴承，其作用与 1 支点 5 支点具有挤压油膜阻尼器结构，外侧都与折返式鼠笼弹性支承相连，号轴承同时连接到左端支座 1 上，与发动机中的支承框架的结构形式相弹性支承的作用是在保证刚度不变的情况下还能减小结构的轴向长度，利用率。车不平衡模拟实验台简化模型的概况车不平衡模拟实验台的简化风扇轴和涡轮轴通过套齿联轴器进行连接和定位，由于该结构对转子系

质量/kg 直径转动惯量/（kg.m2）极转动惯量/（kg.m2）刚度/(N.m) 阻尼46.881 0.567 1.120 — —54.941 0.804 1.594 — —— — — 2.8e6 2000— — — 3e6 1000— — — 2.8e6 2000平衡模拟实验台的临界转速子实验台模型的临界转速实验台模型的建立化后的转子实验台模型的几何参数，在 Samcef 软件中画出转子后根据支点的支承刚度和阻尼的值，用支承单元代替支座，图 衡模拟实验台实体模型。

【参考文献】：
期刊论文
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[3]机动飞行中转子轴承系统新型碰摩的动力学行为[J]. 李小彭,李加胜,李木岩,闻邦椿.  东北大学学报(自然科学版). 2017(08)
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[9]某型涡扇发动机空中停车过程参数变化的试验研究[J]. 肖文富,申晓霞,田琳.  工程与试验. 2014(02)
[10]基于滞回碰摩力模型的转子系统碰摩响应研究[J]. 曹登庆,杨洋,王德友,陈华涛,姜广义.  航空发动机. 2014(01)

硕士论文
[1]叶轮转子机匣碰摩的非线性动力学特性研究[D]. 刘昕.中国科学院研究生院(工程热物理研究所) 2016



本文编号：3426306