双转子参数化建模及动力特性优化

发布时间：2017-09-09 18:28

  本文关键词：双转子参数化建模及动力特性优化

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【摘要】：具有中介支承的四支点双转子系统设计对军用发动机具有诱人前景,但给发动机转子动力特性设计及优化提出严峻挑战。本文围绕四支点双转子系统动力特性及优化的主要成果和工作内容如下:1)利用UG软件、ANSYS软件和VB语言,开发双转子动力特性计算模型建模平台;通过对四支点双转子系统中盘和轴的结构提取相关结构几何参数,实现对四支点双转子结构动力特性的参数化建模功能,从而提高转子动力特性分析与设计的效率;2)以参数化建立双转子-支承系统的有限元模型为基础,研究了支承刚度对临界转速特性的影响。分别分析了支承刚度的静刚度、仿真动刚度和试验动刚度下的双转子系统临界转速特性,试验动刚度修正模型临界转速最大,仿真动刚度模型其次,静刚度修正模型最小;分析了支承阻尼对双转子动力特性的影响,支承阻尼减振效果明显,且临界转速略有提高;研究结果为四支点双转子模型动力特性设计和分析提供参考;3)使用传递矩阵法对双转子系统进行动力特性分析,得到各阶临界转速和振型、稳态不平衡响应和不同状态下的轴心轨迹,进一步验证四支点转子动力特性分析结果的可信性,为四支点双转子动力特性分析与设计提供参考;4)编制了Matlab四支点双转子系统有限元程序,使用直接法对转子系统进行临界转速的求解;在此基础上利用遗传算法对四支点双转子系统临界转速特性进行优化,程序可以快速进行临界转速计算和优化;5)开展了四支点双转子系统试验研究,验证ANSYS、传递矩阵法和直接(有限元)法的计算结果;结果表明试验动刚度值计算的双转子临界转速更加接近试验结果。
【关键词】：参数化建模 双转子 支承特性 临界转速 遗传算法
【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】：2015
【分类号】：V231.96
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注释表12-13
• 第一章 绪论13-20
• 1.1 选题背景及意义13-14
• 1.2 国内外研究现状14-18
• 1.2.1 关于动力特性研究14-16
• 1.2.2 遗传算法在转子动力学设计中的发展16-18
• 1.3 本文研究目的和内容18-20
• 1.3.1 研究目的18
• 1.3.2 研究内容及章节安排18-20
• 第二章 支承特性对双转子系统动力特性的影响分析20-50
• 2.1 引言20
• 2.2 双转子系统的参数化建模20-28
• 2.2.1 软件的选择20-21
• 2.2.2 参数化动力学建模软件流程21-28
• 2.3 动力特性分析28-49
• 2.3.2 支承刚度对临界转速的影响29-41
• 2.3.3 支承阻尼对双转子动力特性影响分析41-49
• 2.4 本章小结49-50
• 第三章 支承特性对双转子系统动力特性影响传递矩阵分析50-67
• 3.1 引言50
• 3.2 转子系统动力特性传递矩阵计算50-58
• 3.2.1 分段准则50-51
• 3.2.2 典型结构传递矩阵介绍51-53
• 3.2.3 双转子系统动力特性传递矩阵计算53-58
• 3.3 转子系统动力特性不平衡响应分析58-65
• 3.3.1 典型结构稳态不平衡响应的传递矩阵介绍58-62
• 3.3.2 传递矩阵法的不平衡响应计算62-65
• 3.4 应变能分析65-66
• 3.5 本章小节66-67
• 第四章基于遗传算法对转子-支承系统临界转速的优化设计67-78
• 4.1 引言67
• 4.2 双转子系统的临界转速求解及分析67-72
• 4.2.1 有限元法建模67-70
• 4.2.2 临界转速的计算70-72
• 4.3 临界转速的优化72-77
• 4.3.1 优化数学模型的描述72-74
• 4.3.2 优化结果74-77
• 4.4 本章小节77-78
• 第五章 支承特性对双转子系统动力特性影响试验分析78-89
• 5.1 引言78
• 5.2 试验器结构介绍78-79
• 5.3 试验测量仪器79-80
• 5.4 试验内容80-86
• 5.4.1 质心转向原理80-81
• 5.4.2 动力特性试验81-86
• 5.5 试验结果与仿真计算结果比较86-88
• 5.6 本章小结88-89
• 第六章 总结与展望89-91
• 6.1 总结89
• 6.2 展望89-91
• 参考文献91-95
• 致谢95-96
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文96

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本文编号：822054