高速转子动平衡技术研究及系统开发

发布时间：2017-09-17 00:34

  本文关键词：高速转子动平衡技术研究及系统开发

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【摘要】：小型涡轮发动机具有质量轻、体积小、转速高、高能量密度等特点,因此作为航空航天领域的动力装置具有广阔的应用前景。转子作为涡轮发动机动力传递最重要元件,其平衡状况将直接决定整个发动机的性能和使用寿命。由于转子在制造、装配过程难以达到微量级的尺寸要求,因此研究小型涡轮发动机转子高速动平衡技术在国防领域内具有重要的科学价值。本文结合某新型航空涡轮轴发动机高速动平衡算法问题开展研究,并开发一套高速转子动平衡测试系统。首先介绍了刚、柔性转子的动平衡理论和方法,分析了国内外动平衡算法存在的不足并对其作出了相应的改进及优化。通过分别将谐分量法、传递矩阵法应用于转子动平衡中达到减少校正质量、平衡周期和提高转子平衡精度的目的。然后在此基础上开发了在Windows平台基于VC++的高速转子动平衡测试系统,主要包括转子试验平台的搭建、传感器的选择、采集卡的选择等硬件部分和转子测试系统界面的设计、数据采集、数据显示、数据分析、以及刚性转子单、双平面和柔性转子影响系数法、谐分量影响系数法、传递矩阵影响系数法动平衡算法等实现软件部分。最后进行了刚、柔性转子多种动平衡算法试验,并对其试验结果进行比较,实验结果表明谐分量影响系数法、传递矩阵影响系数法在转子动平衡中平衡效果优于传统的平衡算法,从而验证了高速转子动平衡测试系统具有良好的实用性。
【关键词】：小型涡轮发动机 高速动平衡 谐分量法 传递矩阵法 动平衡测试系统
【学位授予单位】：西南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V235.1;TH877
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-14
• 1.1 课题来源及研究意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.3 论文的主要研究内容和所完成的工作12-14
• 2 转子动平衡的基本理论及平衡方法14-25
• 2.1 转子不平衡的原因及表示方法14-17
• 2.2 刚性转子的不平衡17-18
• 2.3 刚性转子的静平衡和动平衡原理18-20
• 2.3.1 静平衡原理19
• 2.3.2 动平衡原理19-20
• 2.4 柔性转子动平衡20-23
• 2.4.1 柔性转子的平衡20
• 2.4.2 柔性转子的平衡原理20
• 2.4.3 柔性转子的平衡方法20-23
• 2.5 本章小节23-25
• 3 高速转子动平衡算法改进及优化25-39
• 3.1 最小二乘影响系数法25-26
• 3.2 最小二乘影响系数法的改进26-28
• 3.2.1 加权最小二乘影响系数法26
• 3.2.2 限制配重的最小二乘影响系数法26-28
• 3.3 高速转子动平衡算法优化28-37
• 3.3.1 谐分量法在高速转子动平衡中的应用28-30
• 3.3.2 传递矩阵法在高速转子动平衡中的应用30-37
• 3.4 本章小结37-39
• 4 转子动平衡系统的开发39-60
• 4.1 引言39
• 4.2 高速转子动平衡测试系统硬件设计39-44
• 4.2.1 测试系统硬件部分整体结构设计39-41
• 4.2.2 传感器的原理及选用41-42
• 4.2.3 数据采集卡的原理及选择42-44
• 4.3 高速转子动平衡测试系统软件设计44-57
• 4.3.1 转子动平衡系统软件整体设计44-45
• 4.3.2 数据的采集45-47
• 4.3.3 数据分析47-54
• 4.3.4 数据显示54-55
• 4.3.5 数据显示的实现55-57
• 4.3.6 数据保存57
• 4.4 动平衡算法实现57-59
• 4.5 本章小结59-60
• 5 高速转子动平衡试验60-72
• 5.1 刚性转子动平衡试验60-65
• 5.2 柔性转子动平衡试验65-71
• 5.3 本章小结71-72
• 结论72-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-78
• 攻读硕士期间发表的学术论文78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 赵晓平;张令弥;郭勤涛;;基于瞬时频率估计的自适应Vold-Kalman阶比跟踪研究[J];振动与冲击;2008年12期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 肖敏;幅值和相位的精确测量及转子动平衡方法研究[D];汕头大学;2004年

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本文编号：866248