某型航空发动机振动值波动故障诊断和排除

作者： 丁小飞     廖明夫     韩方军     王俨剀   来源： 振动.测试与诊断 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   振动波动   双转子   拍振  

描述： 针对某型航空发动机试车过程中的稳态振动波动问题，开展了时域和频域分析，指出振动波动是由于低压2倍频和高压基频振动拍振所引起。推导了航空发动机拍振引起的振动响应，建立了某型航空发动机双转子动力学模型，并进行了仿真分析。仿真结果表明，当发动机两个激振力频率相近时，会产生拍振引起振动波动，仿真结果与试验结果相吻合。结合发动机结构和其工作特点，分析了发动机形成低压倍频-高压基频耦合拍振的条件，给出了拍振排除方法，并通过试验验证了方法的正确性。工程上可以通过调整高压和低压转子转差关系，将转速比调整到合理范围内即可消除拍振。

航空发动机拍振问题研究与验证

作者： 丁小飞     廖明夫     彭丹阳     韩方军   来源： 航空动力学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 振动   振动波动   激振频率   多源激振   拍振  

描述： 结合拍振理论仿真分析、实测振动信号分析和工程实际拍振总结，讨论了航空发动机存在的3种多源拍振模式；建立了拍振故障识别流程和排除方法。工程试验验证表明：对于航空发动机常见的3种多源耦合拍振模式，当激振频率相差大于3%时，即可消除多源拍振及其引起的振动值波动问题。所建立的流程和方法在某型发动机振动波动问题排故中进行了应用验证，准确识别出低压转子2倍频-高压转子基频耦合拍振。通过控制规律微调低压转子转速，使低压转子2倍频和高压转子基频相差3%，消除了拍振引起的振动波动，验证了研究结论的正确性。

航空发动机拍振问题研究与验证

作者： 丁小飞     廖明夫     彭丹阳     韩方军   来源： 航空动力学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 振动   振动波动   激振频率   多源激振   拍振  

描述： 结合拍振理论仿真分析、实测振动信号分析和工程实际拍振总结，讨论了航空发动机存在的3种多源拍振模式；建立了拍振故障识别流程和排除方法。工程试验验证表明：对于航空发动机常见的3种多源耦合拍振模式，当激振频率相差大于3%时，即可消除多源拍振及其引起的振动值波动问题。所建立的流程和方法在某型发动机振动波动问题排故中进行了应用验证，准确识别出低压转子2倍频-高压转子基频耦合拍振。通过控制规律微调低压转子转速，使低压转子2倍频和高压转子基频相差3%，消除了拍振引起的振动波动，验证了研究结论的正确性。

航空发动机振动突增问题分析

作者： 丁小飞   廖明夫   韩方军   冯国全   葛向东   来源： 航空发动机 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 整机振动   航空发动机   支承刚度   振动突增   轴心轨迹  

描述： 针对某型航空发动机在试车过程中的稳态振动突增及高压转子轴心轨迹变化，基于动力学普遍方程及实际发动机的具体情况，开展了故障因素排查；采用数值仿真计算方法建立了双转子发动机动力学分析模型，分析了K5支撑刚度对整机振动的影响。结果表明：K5支撑刚度由各向同性到各向异性状态且刚度值发生变化，发动机支点的振动值将增大且轴心轨迹发生改变，仿真结果与试车结果一致。分析认为稳态振动突增及转子轴心轨迹变化的主要原因是支撑刚度变化造成的，其主要由于发动机涡轮后机匣在工作过程中受热变形，促使拉杆由自由向拉紧状态变化，导致K5支撑刚度发生变化。研究方法及分析结果对发动机整机振动异常排故具有指导意义。

航空发动机振动突增问题分析

作者： 丁小飞   廖明夫   韩方军   冯国全   葛向东   来源： 航空发动机 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 整机振动   航空发动机   支承刚度   振动突增   轴心轨迹  

描述： 针对某型航空发动机在试车过程中的稳态振动突增及高压转子轴心轨迹变化，基于动力学普遍方程及实际发动机的具体情况，开展了故障因素排查；采用数值仿真计算方法建立了双转子发动机动力学分析模型，分析了K5支撑刚度对整机振动的影响。结果表明：K5支撑刚度由各向同性到各向异性状态且刚度值发生变化，发动机支点的振动值将增大且轴心轨迹发生改变，仿真结果与试车结果一致。分析认为稳态振动突增及转子轴心轨迹变化的主要原因是支撑刚度变化造成的，其主要由于发动机涡轮后机匣在工作过程中受热变形，促使拉杆由自由向拉紧状态变化，导致K5支撑刚度发生变化。研究方法及分析结果对发动机整机振动异常排故具有指导意义。

航空发动机中介轴承的动力学减载设计

作者： 王俨剀   廖明夫   张家豪   来源： 航空动力学报 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 同步冲击   叶片通过频率   中介轴承   特征频率   减载设计  

描述： 发动机在此区域长期工作.继而提出了带中介轴承的转子系统优化迭代的动力学设计方法,通过调整叶片数目或高、低压转子转速比,直至保证危险区域的范围不超过发动机工作范围(从慢车状态至最大状态)的10%.该方法可使中介轴承免受"同步冲击",有效地降低轴承滚道上的动载荷,提高中介轴承的疲劳寿命.

航空发动机中介轴承的动力学减载设计

作者： 王俨剀   廖明夫   张家豪   来源： 航空动力学报 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 同步冲击   叶片通过频率   中介轴承   特征频率   减载设计  

描述： 发动机在此区域长期工作.继而提出了带中介轴承的转子系统优化迭代的动力学设计方法,通过调整叶片数目或高、低压转子转速比,直至保证危险区域的范围不超过发动机工作范围(从慢车状态至最大状态)的10%.该方法可使中介轴承免受"同步冲击",有效地降低轴承滚道上的动载荷,提高中介轴承的疲劳寿命.

基于频域特征的航空轴承智能诊断

作者： 李宏宇     苏越     陈康     王俨剀   来源： 航空动力学报 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 特征提取   滚动轴承   故障诊断   双向循环长短期记忆网络   神经网络  

描述： 针对航空发动机滚动轴承的故障诊断，提出一种基于频域特征的故障诊断模型。将原始振动信号进行包络解调预处理，仅取每段数据处理后的512个点作为故障特征，将其作为双向循环长短期记忆网络（BiLSTM）模型

航空发动机轴承内环松动理论研究

作者： 桑潇潇   廖明夫   来源： 机械科学与技术 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 滑动摩擦   失稳   内环松动   锁紧螺母   拧紧力矩  

描述： 研究了轴承内环松动的航空发动机转子系统的振动特性。结合内环间隙的轴承组件的结构和几何特点,研究轴承内环和锁紧螺母之间的相对运动关系。在此基础上提出了轴承内环和锁紧螺母之间滑动摩擦载荷的计算方法。建立了带有轴承内环间隙的竖式转子的动力学方程。该方程考虑了内环间隙带来的刚度非线性以及内环和锁紧螺母之间的摩擦载荷带来的阻尼非线性。数值求解动力学方程,得到转子系统的振动响应如波形、频谱和轴心轨迹等。定量研究转子结构参数,如转子的不平衡量、内环间隙尺寸和锁紧螺母拧紧力矩等对转子振动特性的影响。结果表明:内环端面和锁紧螺母之间的内摩擦取决于它们的相对运动关系,正比于锁紧螺母拧紧力矩,并可能促进转子同步正进动,进而导致转子失稳;转子失稳时,振动响应包含系统固有频率、工频及固有频率和工频的差频3种等频率成分;转子不平衡量、内环间隙大小和锁紧螺母拧紧力矩等均对转子的失稳产生影响;合理控制这些参数可以避免因内环松动导致的转子失稳。

航空发动机轴承内环松动理论研究

作者： 桑潇潇   廖明夫   来源： 机械科学与技术 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 滑动摩擦   失稳   内环松动   锁紧螺母   拧紧力矩  

描述： 研究了轴承内环松动的航空发动机转子系统的振动特性。结合内环间隙的轴承组件的结构和几何特点,研究轴承内环和锁紧螺母之间的相对运动关系。在此基础上提出了轴承内环和锁紧螺母之间滑动摩擦载荷的计算方法。建立了带有轴承内环间隙的竖式转子的动力学方程。该方程考虑了内环间隙带来的刚度非线性以及内环和锁紧螺母之间的摩擦载荷带来的阻尼非线性。数值求解动力学方程,得到转子系统的振动响应如波形、频谱和轴心轨迹等。定量研究转子结构参数,如转子的不平衡量、内环间隙尺寸和锁紧螺母拧紧力矩等对转子振动特性的影响。结果表明:内环端面和锁紧螺母之间的内摩擦取决于它们的相对运动关系,正比于锁紧螺母拧紧力矩,并可能促进转子同步正进动,进而导致转子失稳;转子失稳时,振动响应包含系统固有频率、工频及固有频率和工频的差频3种等频率成分;转子不平衡量、内环间隙大小和锁紧螺母拧紧力矩等均对转子的失稳产生影响;合理控制这些参数可以避免因内环松动导致的转子失稳。