螺栓联接对航空发动机机匣振动特性影响的研究

【类型】学位论文

【作者】赵帅 

【关键词】 接触刚度 有限元方法 振动特性 螺栓 微观结构

【摘要】螺栓联接结构是机械系统的一种特有结构形式,分析研究其联接特性是准确计算、合理优化整个机械系统振动特性的前提条件,具有特别重要的意义。在航空发动机中,静子机匣一般由若干段组成,各段之间用螺栓联接的安装边联接在一起,这样各段之间就形成机械接触面。这些接触面的存在必然使接触区域的接触刚度和接触阻尼产生变化,并致使整个系统的刚度和阻尼发生改变,从而影响整个联接系统的振动特性。一般来说,对接触结构的研究可从微观和宏观两个层次进行。微观层次主要是从本质上分析研究接触面变形的物理机理和接触面的阻尼特性理论;宏观层次主要运用模态实验方法或者有限元仿真分析方法,研究联接结构对系统整体振动特性的影响。本文主要分析研究了螺栓联接结构的接触刚度对航空发动机静子机匣振动特性的影响。首先,根据现有的螺栓联接结构的接触刚度、阻尼特性的研究成果,从微观机理上分析研究其影响振动特性的根本原因。其次,在分析国内外大量研究成果的基础上,采用有限元分析与实验模态分析相结合的方法,以简单的具有螺栓联接结构的“L”形实验件以及具有发动机静子机匣结构特征的圆筒实验件为例,对典型螺栓联接结构的等效动力学参数进行识别。然后,利用识别出来的参数来研究其对航空发动机机匣振动特性的影响。最后,通过对实验数据、计算数据的整理和分析,得出结论。为了分析螺栓联接结构接触刚度和阻尼对系统振动特性的影响,本文应用ANSYS有限元分析软件,对存在接触面的发动机机匣和没有接触面的发动机机匣进行振动特性对比分析,得出两者固有频率和模态振型的差别。得到的结论对研究具有螺栓联接结构静子机匣的振动问题具有参考价值。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】沈阳航空航天大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】王克明

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