航空发动机转子动力学

作者： 廖明夫   来源： 西安：西北工业大学出版社 年份： 2015 文献类型 ： 图书 关键词： 高等学校   航空发动机   转子动力学   教材  

描述： 本书从机械振动基础开始,系统地介绍了转子动力学的基础理论,针对航空发动机的特点,引入转子系统“热模态”的概念,建立转子动力学设计的方法和流程,最后论述了转子减振理论和振动主动控制方法,并展示了大量的实验验证结果。

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： 通过对3种典型的航空发动机中介轴承各30台份的试车数据统计,得到使中介轴承免受"同步冲击"的原则,即:中介轴承内、外环特征频率同风扇叶片气动激振频率的整倍数接近至2%的范围内的情况为危险区域,禁止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.

航空发动机多源拍振引起的振动波动问题分析

作者： 丁小飞   廖明夫   曹航   王俨剀   来源： 第十四届全国振动理论及应用学术会议(NVTA2021) 年份： 2021 文献类型 ： 会议论文 关键词： 航空发动机   振动波动   多源激振   拍振  

描述： 航空发动机多源拍振引起的振动波动问题分析

航空发动机双转子模态动平衡方法研究

作者： 周旋   黄江博   廖明夫   况钧耀   来源： 航空动力学报 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   模态动平衡   双转子系统   不平衡响应   转速比  

描述： 针对双转子系统低压激励和高压激励振动模态的正交性受转速比影响，提出了以定转速比转子模态替代实际工作转速线下的转子模态进行双转子系统N1+N2和N1+N2+4平面模态动平衡的方法。推导了N1

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： 为降低航空发动机高压转子的振动,提高高压转子对复杂工况的可容度,本文建立带双阻尼器的高压转子动力学模型,开展模态分析和响应分析,研究高压转子关键结构参数对"可容模态"的影响规律。构造了可容度评价函数η,建立了"可容模态"设计方法。设计了高压转子模拟实验器,通过模态校核实验验证了计算模型和计算方法的准确性,通过"可容模态"实验验证了设计方法的可行性。研究发现,利用当量临界转速■估计转子系统前两阶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2.33mm/s,最大波动不超过10.59%。结果表明,所建立的发动机高压转子"可容模态"设计方法是行之有效的。