航空发动机双转子系统耦合故障机理研究

【类型】会议论文

【作者】张昊鹏  路宽  傅超  杨永锋  陈予恕. 

【会议名称】第十九届全国非线性振动暨第十六届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集

【日期】[2023

【关键词】 耦合故障 航空发动机 非线性动力学 轴承系统 HB 双转子 AFT

【摘 要】双转子-轴承系统作为航空发动机的核心,其动力学行为对航空发动机整机振动特性有重要的影响。因此,本文围绕航空发动机双转子-轴承系统,建立了双转子的动力学模型与故障模型,分析了不同工况与故障参数对双转子系统各关键部件与整机振动特性的影响。建模时,通过第二类拉格朗日方程与有限元理论分别建立了转盘、转轴、普通轴承、中介轴承单元,同时考虑了瞬态项对模型的影响以及各物理量间的变换关系。为了提高双转子有限元模型稳态响应的求解效率,基于经典的时频域转换(AFT)思想与现有的谐波平衡-时频域转换(HB-AFT)方法,针对有限元模型改进了数值求解Jacobian矩阵的方法,提高了该方法的通用性。在双转子系统动力学模型的基础上,本文对松动-碰摩耦合故障、不对中-碰摩耦合故障双转子系统进行了研究,得到了振动特性随故障参数及工况参数的变化规律。本文的研究成果可一定程度上为双转子系统结构优化提供理论基础,为航空发动机故障诊断提供先验信息。