某型航空发动机整机振动特性分析

【类型】学位论文

【作者】王海涛 

【关键词】 航空发动机 振动 双转子系统 临界转速 动刚度

【摘要】发动机整机振动不仅使发动机的工作状态、发动机附件及仪表的工作状态受到影响,而且会使发动机的结构受到巨大的振动应力,影响发动机工作的可靠性。近年来,有限元计算技术和计算机技术的逐渐发展,为航空发动机整机振动特性的研究提供了必要条件。为保证航空发动机的工作安全、可靠,本文针对某型双转子航空发动机结构特点,进行了整机振动特性相关分析;从转子的临界转速特性分析、机匣振动特性分析到整机振动特性分析,开展了如下相关研究工作:第一,为了使发动机整机振动有限元模型合理可信,本文首先利用有限元理论对发动机机匣模型进行了一定的简化处理,计算了发动机机匣的振动模态及其各主支承处的静刚度与动刚度,比较了两者之间的差别。研究结果表明:由于发动机机匣在工作转速内固有模态的影响,考虑机匣及支承结构动刚度计算的转子临界转速更加合理、可靠,也表明了整机振动分析的必要性。第二,针对本文研究的航空发动机结构特点,分别分析了高、低压转子考虑机匣及其支承静、动刚度模型下的临界转速特性。第三,利用传递矩阵法计算了发动机高、低压转子临界转速,并与有限元模型进行了对比。研究结果表明:在相同支承刚度下,传递矩阵法与有限元法计算结果误差在10%以内,计算结果可信。第四,建立了某型航空发动机整机振动分析模型,进行了整机振动特性分析,分析了双转子耦合效应对系统临界转速的影响,研究了螺栓连接、不同支承刚度、不同转速比对系统临界转速的影响。研究结果表明:对于本文研究的双转子航空发动机,运用整机模型计算其转子的临界转速更加合理,其计算结果更接近于实际。

【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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