航空发动机轴间轴承试验机动静态特性分析

【类型】学位论文

【作者】邢树鑫 

【关键词】 动静态特性 有限元 整体传递矩阵 轴承试验机

【摘要】本课题来源于重型先进航空发动机发展计划。在轴间轴承测试过程中，试验机机体承受较大的载荷并产生一定的变形和应力。机体在内部和外部激励下将产生振动，引起较大的噪声，并使测得的试验数据产生较大误差。对试验机进行动静态特性分析，可以优化试验机的结构参数，掌握试验机的极限试验能力，获得共振频率等动态特性，从而为自动控制转速谱提供依据。其分析结果还可用于被试验轴承试验数据的修正。 本文对试验机机体进行了静态分析、热-应力耦合分析和模态分析。结果表明在没有温度场作用的情况下，试验机机体可以满足设计的要求。通过间接耦合法对机体进行热应力耦合分析，发现在有温度场作用情况下，机体的最大应力值有明显提高，最大应力位置由轴承座转移至底板。在模态分析中，计算了试验机系统整体的固有频率和主振型，并针对横向及纵向刚度较低的平台提出了较好的结构改进方案。使整个试验机系统的固有频率有了较大的提高，从而保证了试验机系统可在工作转速范围内稳定工作。 在对双转子耦合系统动态分析方面，采用整体传递矩阵法对该系统进行了动态特性分析，得到了系统的固有频率值。为了保证试验机正常工作，在转速谱的控制中应使试验机尽快通过这些危险频段。进一步计算了在各种工况下系统的稳态响应，从而得到了相应工况下被试验轴承处两轴的位移及倾角为接下来的被试验轴承的滚子载荷分布计算提供了依据。计算中发现，随着载荷的增加，轴系之间的振幅差逐渐加大，振动现象趋于明显。 应用切片法结合计算得到的被试验轴承内外圈之间的位移及倾角关系，分析了各种工况下被试验轴承滚子的载荷分布情况。结果表明，随着载荷和转速的增加被试验轴承的滚子逐渐出现偏载现象，轴承工作条件趋于恶劣。同时，绘制了被试验轴承载荷修正系数曲线图，在试验过程中可以以该图为作为载荷施加依据。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】哈尔滨工业大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】王黎钦

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