航空发动机整机振动可视化技术研究

【类型】学位论文

【作者】李旭鹏 

【关键词】 航空发动机 整机振动 转静碰摩 转子弹性线 计算机图形学 可视化技术 OpenGL

【摘要】作为一种结构复杂的高速旋转机械，航空发动机长期工作于高温、高压、高速和高负荷等恶劣条件下，整机振动故障频发，目前针对航空发动机整机振动研究更多的偏向于理论和实验研究，得到的是抽象的数据和曲线，无法直观地观察出整机振动中所表现出的转子、机匣和转静间隙变化的动态行为。为了让研究人员直观的了解航空发动机整机振动过程，更深入理解航空发动机整机振动相关规律和本质，从而为航空发动机整机振动诊断提供更加有效的方法，本文采用一种新的数据处理方法—可视化技术来实现航空发动机整机振动数据信息的处理，用图形动画的方式直观在现航空发动机的整机振动行为。主要研究内容如下：（1）基于OPENGL技术，采用面向对象的编程思想，针对航空发动机转子、盘、叶片、机匣、滚动轴承等关键部件进行了2D和3D的可视化参数建模，最后组装成航空发动机整机模型。通过不同的参数设置可以实现不同的航空发动机建模。（2）建立流水号索引机制，将整机振动的仿真或实验数据与可视化模型之间用统一的流水号来建立一对一的关系，导入整机振动仿真或实验数据，从而实现用数据驱动可视化模型，从而产生动画。（3）研究了转静间隙碰摩部位的检测技术，输入转静间隙、转子与机匣的振动数据，能够确定出碰摩部位；同时，采用粒子系统技术，实现了碰摩火花模拟；最后，利用仿真数据实现了航空发动机碰摩故障模拟，验证了方法的有效性。（4）转子弹性线是航空发动机实际工作状态下表现出的振动模态。对转子弹性线进行在线测试，可以发现转子的变形状态，从而发现其容易产生转静碰摩的危险截面。本文基于ZT-3多功能转子试验台，实现了转子弹性线的动态显示，表明了方法的正确有效性。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】南京航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】陈果

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