装机条件下涡轴发动机的振动传递与隔振方法研究

发布时间：2017-08-01 08:17

  本文关键词：装机条件下涡轴发动机的振动传递与隔振方法研究

  更多相关文章： 涡轴发动机 转子不平衡 传递路径分析 振动响应 隔振

【摘要】：直升机的振动水平是影响整个系统安全性、舒适性、使用寿命以及机载各设备仪表工作可靠性的主要因素,而发动机是直升机振动与噪声的主要来源,发动机向直升机的振动传递是目前直升机/发动机一体化设计的研究重点。一般而言,只有发动机的横向振动会对机身产生显著的影响,而其横向振动主要源于转子的不平衡激振力。本文针对转子不平衡激振下涡轴发动机向直升机的振动传递问题,根据传统的传递路径分析方法(Transfer Path Analysis,TPA),开展了涡轴发动机简化模型的振动传递路径分析,对发动机安装系统上各目标点进行了振动响应预测,并对各传递路径进行了振动贡献量分析。同时,基于TPA方法的载荷识别结果,对涡轴发动机安装系统的隔振设计进行了分析与评估。主要工作和结论如下:(1)对涡轴发动机承力与安装系统的典型结构进行分析,设计出定轴式涡轴发动机系统的简化模型,并针对试验模型开展了振动传递路径分析。结果表明:通过斜撑杆支撑的发动机安装系统可近似看作并联的弹簧-阻尼系统;不同工况下,各传递路径的载荷均以基频激励为主,二倍频激励次之,其它频率点的激励均相对较小;通过传统TPA方法得到的合成振动与实际结果吻合较好。(2)通过路径贡献量云图和振动贡献矢量叠加图对各传递路径进行了振动贡献量分析,结果表明:对于带冗余杆支撑的发动机安装系统,对目标点振动响应起主导作用的环节包括系统本身的传递特性和转子激振力;对于不带冗余杆支撑的发动机安装系统,目标点的振动响应主要源于转子的不平衡激振力,需要对转子进行动平衡实验。(3)基于发动机支撑系统用隔振器的技术需求和现有类型,确定高阻尼硅橡胶隔振器作为备选方案。对于带冗余杆支撑的发动机承力与安装系统,基于TPA方法的载荷识别结果,对系统的有限元模型进行了模态分析和工况响应分析,结果表明:除冗余杆以外,其余两根杆轴向振动的仿真与试验结果吻合较好,验证了仿真模型的可靠性;基于隔振器的减振原理,通过有限元法对斜撑杆与机匣连接处的隔振器进行了参数设计,确定了隔振器的弹性系数、阻尼系数对隔振系数的影响规律。
【关键词】：涡轴发动机 转子不平衡 传递路径分析 振动响应 隔振
【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】：2016
【分类号】：V235.12
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注释表12-13
• 缩略词13-14
• 第一章 绪论14-21
• 1.1 研究背景与意义14-15
• 1.2 国内外研究现状15-19
• 1.2.1 传递路径分析方法研究现状15-17
• 1.2.2 振动抑制方法研究现状17-19
• 1.3 本文的研究内容与安排19-21
• 第二章 传统传递路径分析方法与试验设计21-35
• 2.1 引言21
• 2.2 传统TPA方法理论21-24
• 2.2.1 FRF理论与估算方法22-23
• 2.2.2 系统测试的相干函数23
• 2.2.3 载荷识别23-24
• 2.3 涡轴发动机承力与安装系统的振动传递路径分析24-28
• 2.3.1 发动机承力与安装系统简化模型的设计24-25
• 2.3.2 转子不平衡激振力25-26
• 2.3.3 发动机承力与安装系统的TPA模型26-28
• 2.4 装机条件下涡轴发动机的振动传递路径试验设计28-29
• 2.4.1 试验测试系统28-29
• 2.4.2 试验方案设计29
• 2.5 试验结果的初步分析29-33
• 2.6 小结33-35
• 第三章 装机条件下涡轴发动机的振动传递路径分析35-62
• 3.1 引言35
• 3.2 带冗余杆支撑的发动机安装系统的振动传递路径分析35-49
• 3.2.1 频响函数测试35-38
• 3.2.2 工况载荷识别38-42
• 3.2.3 实际振动与合成振动对比分析42-44
• 3.2.4 振动贡献量分析44-49
• 3.3 不带冗余杆支撑的发动机安装系统的振动传递路径分析49-61
• 3.3.1 频响函数测试49-51
• 3.3.2 工况载荷识别51-55
• 3.3.3 实际振动与合成振动对比分析55-56
• 3.3.4 振动贡献量分析56-61
• 3.4 小结61-62
• 第四章 基于振动传递路径的隔振方法研究62-78
• 4.1 引言62
• 4.2 隔振器的减振原理62-63
• 4.3 隔振器的选型63-66
• 4.3.1 隔振器的技术需求64
• 4.3.2 隔振器的类型分析64-66
• 4.4 基于有限元法的隔振器参数设计66-77
• 4.4.1 发动机承力与安装系统的模态分析67-70
• 4.4.2 装机条件下仿真与试验结果对比分析70-74
• 4.4.3 隔振器的参数设计74-77
• 4.5 小结77-78
• 第五章 总结与展望78-80
• 5.1 本文的主要结论78
• 5.2 不足与展望78-80
• 参考文献80-84
• 致谢84-85
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 韩宁;高乐;张好好;;基于形状记忆合金的半主动隔振研究[J];汽车实用技术;2014年11期

2 杨杭旭;王瑞敏;刘冬梅;;应用液力压电悬置实施发动机振动主动控制的研究[J];科技通报;2013年11期

3 刘孝辉;徐新喜;白松;杨猛;王伟;;军用直升机振动与噪声控制技术[J];直升机技术;2013年01期

4 邱辰;冯涛;莫瀚宁;尹亦阳;王晶;张力;;振动对笔记本硬盘运转特性影响的实验研究[J];轻工科技;2012年03期

5 王万英;靳晓雄;彭为;郭辉;尹燕莉;;轮胎振动噪声结构传递路径分析[J];振动与冲击;2010年06期

6 孙德伟;张广玉;;橡胶隔振器迟滞阻尼特性识别的新方法[J];振动与冲击;2010年04期

7 俞翔;孟宪林;曹京宜;张海永;;阻尼材料对刚柔耦合隔振系统性能的影响[J];现代涂料与涂装;2010年04期

8 朱彤;陈春雷;;动力机器框架式基础的隔振研究[J];振动与冲击;2010年02期

9 尹春望;童国荣;;直升机振动水平控制技术途径探讨[J];直升机技术;2009年04期

10 邓吉宏;王轲;陈国平;张方;施荣明;陈忠明;;金属橡胶减振器用于发动机安装减振的研究[J];航空学报;2008年06期

，

本文编号：603280