某型航空发动机—飞机附件传动轴的动力特性研究

【类型】学位论文

【作者】王雪飞 

【关键词】 动力特性 膜盘联轴器 振动模态 临界转速 疲劳寿命

【摘要】现代作战飞机为了提高飞机机动性能，减小发动机迎风面积，将航空发动机附件与飞机附件分开设置，因此对附件传动轴提出了高转速、大功率、大变形、大机动过载下安全运行的苛刻要求。附件传动轴是连接发动机附件和飞机附件的关键部件，其动力特性和可靠性等必须满足给定条件下的使用要求。本文针对某新型航空发动机的飞机附件膜盘联轴器传动轴系，开展了振动模态、临界转速以及强度寿命的计算分析和试验研究，为该型附件传动轴的后续设计及实际运用提供理论参考和试验认证。论文主要内容为： (1) 振动模态分析：采用有限元法建立膜盘联轴器模型，研究膜盘型线、材料对结构振动模态的影响。根据分析结果，膜盘联轴器附件传动轴最终选用型线Ⅰ、TC4材料制作。对选定的膜盘联轴器进行振动模态试验分析，测试结果与理论计算结果一致，证明了理论计算的正确性，同时有限元模型得到验证。 (2) 临界转速分析：分别采用传递矩阵法和有限元法对发动机-飞机附件传动轴系模型进行临界转速理论计算，确保计算结果正确可信。两种理论算法计算结果一致，结果表明：附件传动轴在给定的工作转速范围内，不会遇到临界转速，可满足对发动机-飞机附件传动轴动力特性工作要求。同时，为保证膜盘联轴器试验器地面试验的运行安全，运用理论计算和扫频试验测试法分析试验器轴系的临界转速特性，理论计算和试验测试结果一致，结果表明：在给定的试验转速范围内轴系没有临界转速，不会产生有害振动，试验器轴系动力特性可满足试验要求。 (3) 强度寿命分析：采用验证后的膜盘联轴器有限元模型，在给定载荷、位移补偿量和机动过载条件下，进行静强度分析，危险点处的安全系数均大于 3，说明膜盘联轴器可满足静强度要求。在给定载荷谱下，对膜盘联轴器有限元模型进行疲劳寿命分析，计算表明膜盘联轴器在该载荷谱下为无限寿命。膜盘联轴器在地面试验台模拟给定载荷谱条件进行了耐久性试验，循环次数大于108次，轴系未发生疲劳断裂，表明计算结果有效可信。

【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】罗贵火

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