具有中介轴承的航空发动机转子动力学响应分析

发布时间：2017-09-11 01:10

  本文关键词：具有中介轴承的航空发动机转子动力学响应分析

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【摘要】：由于航空发动机性能对于飞机性能有着比较直接的影响,因此对于发动机可靠性以及稳定性方面的要求显得尤其重要。随着计算机技术的飞速发展,有限元法也越来越成为了转子动力学方面的主要研究方法。本文以航空发动机的转子系统作为研究对象,使用有限元法进行了如下工作:对于转子系统机匣刚度进行了研究;使用有限元法对高压转子以及低压转子进行了仿真,得出了高压转子以及低压转子的坎贝尔图;对刚度和转速比对双转子系统临界转速的影响进行了研究;分析高压转子以及低压转子在不平衡响应上的规律,对于不同不平衡量时转子的振幅进行了研究。研究表明:机匣的刚度对于整个转子系统的支承刚度有很大的影响。高压转子的刚度要比低压转子更大。单转子系统能够转子在一阶临界转速时振型主要表现为涡轮的摆动,二阶临界转速时振型主要表现为压气机的摆动。以低压转子为主激励的前三阶临界转速随着转速比的增大而增大,以高压转子为主激励的前三阶临界转速随着转速比的增大而减小。当刚度逐渐增大时,转子系统的临界转速时逐渐提高的,而且变化量逐渐减少,最终会趋向于某一定值。低压转子压气机部位对于不平衡的敏感程度要比涡轮部位高的多。高压转子涡轮部位对不平衡的敏感程度比压气机部位要高。两个同向的不平衡量存在会使转子的振幅明显增加,两个反向的不平衡量存在会使转子的振幅明显减少。研究发现当不平衡量发生改变时,峰值均在同一频率处出现最大值,而且振幅峰值随着不平衡量的增加而增加。对于航空发动机动力学响应分析本文使用有限元方法进行模拟,对于具有中介轴承的转子系统进行了分析,得出了航空发动机的共振转速区间以及航空发动机的振型,为航空发动机的设计提供了一定的参考,为国内航空发动机的进一步研究提供了基础。
【关键词】：航空发动机 有限元 临界转速 不平衡响应
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V231.96
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-16
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 国内外研究现状10-14
• 1.3 本文主要研究内容14-16
• 2 转子系统建模以及结构分析16-25
• 2.1 有限元法简介16-17
• 2.2 转子系统有限元模型17-18
• 2.3 高压转子以及低压转子结构分析18-20
• 2.4 机匣刚度分析20-23
• 2.5 本章小结23-25
• 3 单转子系统动力学分析25-39
• 3.1 临界转速25-29
• 3.2 临界转速的有限元计算29-32
• 3.3 转子系统的振型分析32-34
• 3.4 传递矩阵法计算临界转速34-38
• 3.5 本章小结38-39
• 4 具有中介轴承的双转子系统动力学分析39-48
• 4.1 双转子系统模型的建立39-40
• 4.2 双转子系统临界转速40-42
• 4.3 双转子系统的振型分析42-44
• 4.4 转速比对双转子系统临界转速的影响44
• 4.5 支承刚度对临界转速的影响44-46
• 4.6 本章小结46-48
• 5 不平衡响应分析48-65
• 5.1 不平衡响应计算方法48-49
• 5.2 转子不平衡49-52
• 5.3 不平衡引起振动的机理52-55
• 5.4 转子的不平衡响应计算55-63
• 5.5 本章小结63-65
• 6 总结与展望65-67
• 6.1 本文主要结论65-66
• 6.2 展望66-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-73

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本文编号：827717