带挤压油膜阻尼器的转子系统动力学建模与非线性研究

发布时间：2023-08-30 03:04

　　转子系统是航空发动机的核心部件之一。在高速工作状态下,较少的不平衡量和外界干扰都会导致转子系统产生较大的不平衡响应。因此,有必要研究转子—支承系统的动力学特性,并且深入地研究非线性支承结构对转子系统的振动影响。挤压油膜阻尼器(Squeeze Film Damper,SFD)是一种振动被动控制结构,也是支承结构的重要组成部分,位于转子系统与机匣之间,用于减振。传统的阻尼器油膜力计算方法是基于经典润滑理论中的雷诺方程,忽略了油膜的惯性效应。但随着转速的增加,雷诺数也随之增加。高速转子系统的雷诺数通常远大于1。因此,在高速运行的转子系统中,对挤压油膜阻尼器进行数值模拟时须考虑油膜惯性的影响,建立更为完备的油膜力计算模型以用于分析系统的不平衡响应。本文建立了转子系统的动力学模型,采用有限元法对转子系统的运动微分方程进行了推导,基于该方法编写了相应的计算程序,并对编写的转子动力学程序进行了验证。本文还推导了有限长两端非密封挤压油膜阻尼器油膜动压分布和速度分布的表达式,保留了N-S方程中的流体惯性项,引入油膜惯性效应。由此建立了新的油膜压力分布计算模型,考虑油膜惯性效应对油膜力结果的影响,并采用有...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题背景和意义
    1.2 国内外在该方向的研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
        1.2.3 国内外文献综述的简析
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 航空发动机转子系统动力学建模
    2.1 引言
    2.2 控制方程
        2.2.1 盘元素控制方程
        2.2.2 普通轴元素控制方程
        2.2.3 轴承元素控制方程
        2.2.4 转子—支承系统控制方程
        2.2.5 程序可行性验证
    2.3 本章小结
第3章 挤压油膜阻尼器建模
    3.1 引言
    3.2 考虑惯性的油膜压力控制方程
        3.2.1 无油膜惯性项的雷诺方程
        3.2.2 带油膜惯性项的雷诺方程
    3.3 本章小结
第4章 挤压油膜阻尼器特性分析
    4.1 引言
    4.2 数值计算方法
        4.2.1 求解零阶压力分布
        4.2.2 求解一阶压力分布
    4.3 特性分析
        4.3.1 挤压油膜阻尼器油膜参数
        4.3.2 油膜压力周向分布
        4.3.3 油膜力
    4.4 本章小结
第5章 带挤压油膜阻尼器的转子系统建模与分析
    5.1 引言
    5.2 带挤压油膜阻尼器的JEFFCOTT转子有限元模型
    5.3 带挤压油膜阻尼器的JEFFCOTT转子动力学特性
        5.3.1 临界特性
        5.3.2 不平衡响应
        5.3.3 影响因素分析
    5.4 本章小结
结论
参考文献
附录A 有限元法系数矩阵
附录B 有限差分法离散化差商表
致谢



本文编号：3844806