航空发动机薄壁结构气流激振问题诊断与分析

作者： 路阳   葛向东   高强   耿春晖   郝长明   来源： 中国设备工程 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 薄壁结构   整机振动   航空发动机   故障诊断   气流激振问题  

描述： 航空发动机尾喷管及燃气轮机后排气引射段等热端部件为薄壁结构，在热/声/流体载荷的共同作用下，容易产生气流激振问题，导致结构失稳。本文以某型航改燃气轮机的后排气引射段气流激振问题为研究对象，分析主机测点的振动响应情况；建立正向分析振动故障树，对故障机理进行分析，并列出现阶段的实验研究成果；结合后排气引射段的具体安装形式和频响特性试验的结果，对具体故障形式进行确认；列出排故方案以及排故验证试车的结果。文中所用到的分析方法和经验结论可为航空发动机气流激振问题的诊断与分析提供参考。

基于振动信号的航空发动机故障诊断研究

作者： 路阳   葛向东   高强   乔保栋   陈国栋   来源： 中国设备工程 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 整机振动   航空发动机   故障诊断   振动响应  

描述： 本文提出了一种基于主机测点振动信号的航空发动机故障诊断方法。通过对振动信号进行分析，对发动机出现故障的大体位置、结构的故障形式、轴承失效等问题做出初步的分析判断，本文的经验结论对故障诊断工作起到了一定的指导作用。首先，根据传感器的振动突增响应顺序，判断故障发生在涡轮后机匣附近；其次，根据高/低压转子基频的突增顺序，判断故障发生在高压转子；之后，根据振动突增与转速下降的先后顺序，判断是由于高压转子的机械结构异常导致发动机故障；最后，通过分析轴承故障特征频率成分，判断高压涡轮的支撑轴承已经失效。

航空发动机低压转子系统的“可容模态”设计及实验验证

作者： 黄江博   廖明夫   雷新亮   李明   周旋   来源： 航空动力学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 低压转子系统   可容模态   可容度评价函数   动力学设计   实验验证  

描述： 计算的临界转速与实际测量的临界转速最大误差为3.86%，阻尼器在1阶与2阶临界转速处的减振比最大可达45.6%，实验转子系统在1阶与2阶临界转速处各完成了长达412.5 s和429.8 s的“共振”实验

航空发动机双转子系统模态正交性和不平衡响应

作者： 黄江博   廖明夫   程荣辉   古远兴   李明   来源： 振动与冲击 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   不平衡响应   模态正交性   双转子   转速比  

描述： 双转子系统具有低压转子激励和高压转子激励的两组振动模态，而这两组模态的正交性是双转子系统动力学特性的核心要素。因此建立了带有中介轴承和分叉结构的航空发动机双转子动力学模型，用以分析双转子系统模态的正交性。采用复模态法分析了双转子系统在不同激励下的模态正交性，推导出正交性的条件集合。发现当双转子系统的速比不变时，双转子系统在各自激励方式下的模态关于刚度矩阵与惯量矩阵是正交的。但在不同激励方式下的模态之间不存在正交性。另外基于模态正交性经过模态分解，得到双转子系统不平衡响应的统一表达式。最后以某型航空发动机双转子系统为例用以验证之前的结论。采用离散有限元和状态向量相结合的方法计算了转速比恒定或非恒定时不同激励下的模态，并构建了模态正交性数值用以评估模态的正交性。评估结果与推导的正交性条件集吻合。

航空发动机双转子系统的模态及其表达方法

作者： 王瑞   廖明夫   程荣辉   丛佩红   黄江博   来源： 振动与冲击 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   进动分析   “三面三维”   双转子系统   临界转速   “两面三维”  

描述： 为解决双转子系统模态特征无法清晰表达，高、低压转子主激励的幅频特性在振动信号中不易识别的问题，以典型的发动机双转子系统为对象，建立有限元模型，分析双转子系统模态特性。基于进动分析理论，建立双转子系统正、反进动模态判断方法。建立了双转子自振频率和临界转速的“两面三维”表达方法，以及双转子不平衡响应的“三面三维”表达方法，并应用于双转子实验器。理论分析与实验结果表明：双转子自振频率和临界转速“两面三维”表达方法能将自振频率与高、低压转子转速和共同工作线清晰地关联在一起；双转子不平衡响应“三面三维”表达方法将双转子的振动与转速、转向和转速控制律清晰地描绘在一起，便于理解和分析转子的振动特性。该研究结果对于分析和表征双转子系统的动力学特性有重要的支撑作用。

航空发动机高压转子“可容模态”设计及实验验证

作者： 赵璐   廖明夫   薛永广   刘巧英   李岩   葛新瑞   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   “可容模态”设计   高压转子   转子动力学   实验验证  

描述： 临界转速的方法可行,高压转子实验器的临界转速满足■;高压转子实验器在两阶"可容模态"下连续"共振"时长达到7125s,实验器转子关键部位的振动位移峰值不超过79.42μm,振动速度有效值不超过

航空发动机高压转子“可容模态”设计及实验验证

作者： 赵璐   廖明夫   薛永广   刘巧英   李岩   葛新瑞   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   “可容模态”设计   高压转子   转子动力学   实验验证  

描述： 临界转速的方法可行,高压转子实验器的临界转速满足■;高压转子实验器在两阶"可容模态"下连续"共振"时长达到7125s,实验器转子关键部位的振动位移峰值不超过79.42μm,振动速度有效值不超过

航空发动机篦齿-橡胶涂层机匣碰摩实验研究

作者： 马瑞贤   王鑫   王开明   李斌   廖明夫   王四季   来源： 航空学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   组合频率   橡胶涂层   振动特征   局部碰摩  

描述： 为了探明航空发动机增压级篦齿与橡胶涂层机匣碰摩引起的转静子振动特征，设计了转静局部碰摩实验器，测量和分析了不同转速碰摩过程中的转子振动位移、机匣与支座振动加速度、机匣与弹性支承应变和机匣温度等信号的时频域变化规律。结果表明，橡胶涂层的可磨损性和可熔化性对转静碰摩振动特征影响较大，碰摩过程中转静接触状态动态变化，碰摩呈现出能量高、突变性强、短时自脱离的特点，碰摩过程测量信号经过突变后可快速恢复原状态，碰摩激起转静子耦合振动，产生转子、静子固有频率共振，同时存在机匣固有频率与转频的调制振动。

航空发动机篦齿-橡胶涂层机匣碰摩实验研究

作者： 马瑞贤   王鑫   王开明   李斌   廖明夫   王四季   来源： 航空学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   组合频率   橡胶涂层   振动特征   局部碰摩  

描述： 为了探明航空发动机增压级篦齿与橡胶涂层机匣碰摩引起的转静子振动特征，设计了转静局部碰摩实验器，测量和分析了不同转速碰摩过程中的转子振动位移、机匣与支座振动加速度、机匣与弹性支承应变和机匣温度等信号的时频域变化规律。结果表明，橡胶涂层的可磨损性和可熔化性对转静碰摩振动特征影响较大，碰摩过程中转静接触状态动态变化，碰摩呈现出能量高、突变性强、短时自脱离的特点，碰摩过程测量信号经过突变后可快速恢复原状态，碰摩激起转静子耦合振动，产生转子、静子固有频率共振，同时存在机匣固有频率与转频的调制振动。

航空发动机篦齿-橡胶涂层机匣碰摩实验

作者： 马瑞贤     王鑫     王开明     李斌     廖明夫     王四季   来源： 航空学报 年份： 2024 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   组合频率   橡胶涂层   振动特征   局部碰摩  

描述： 为了探明航空发动机增压级篦齿与橡胶涂层机匣碰摩引起的转静子振动特征，设计了转静局部碰摩实验器，测量和分析了不同转速碰摩过程中的转子振动位移、机匣与支座振动加速度、机匣与弹性支承应变、机匣温度等信号的时频域变化规律。结果表明，橡胶涂层的可磨损性和可熔化性对转静碰摩振动特征影响较大，碰摩过程中转静接触状态动态变化，碰摩呈现出能量高、突变性强、短时自脱离的特点，碰摩过程测量信号经过突变后可快速恢复原状态，碰摩激起转静子耦合振动，产生转子、静子固有频率共振，同时存在机匣固有频率与转频的调制振动。