航空发动机双转子碰摩动力学研究

论文摘要

随着转子与定子之间的间隙要求越来越小,这就导致转子与定子的碰摩可能发生。目前碰摩已经成为了航空发动机设计、制造和使用过程中的“拦路虎”,并对飞行安全造成了极大威胁。因此,本文针对航空发动机的碰摩,建立了双转子系统模型,进行了碰摩动力学机理分析。首先,根据实际双转子结构,建立了双转子系统的动力学模型,在模型中充分考虑了陀螺效应,低压转子支撑方式不对称,碰摩等因素,建立了转子与机匣的碰摩的力学模型。其次,以转速、双转子系统受到高低压转子的激励,、中介轴承间隙、低压转子左端支撑刚度为控制参数,研究了系统的动力学行为,考虑了机匣弹性对碰摩的影响。通过四阶龙格库塔法求解得到系统的响应。运用分岔图、庞加莱映射、轴系轨迹图等分析工具来分析系统的动力学特性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究目的和意义
• 1.2 课题研究背景
• 1.2.1 导致转子动静件碰摩的因素
• 1.2.2 转子—机匣系统的碰摩研究
• 1.2.3 碰摩力模型的发展
• 1.3 本文的主要研究内容
• 第2章 转子碰摩的基础理论
• 2.1 圆盘绕其中心的转动方程
• 2.2 弹性接触的Hertz理论
• 2.3 分岔和混沌理论
• 2.4 判断系统是否进入混沌的方法
• 2.4.1 庞加莱映射法
• 2.4.2 小数据量方法计算最大Lyapunov指数
• 2.4.3 C-C方法求时间延迟和嵌入维
• 2.5 本章小结
• 第3章 碰摩转子的动力学建模
• 3.1 航空发动机转子系统组成结构
• 3.2 航空发动机双转子系统建模
• 3.3 碰摩力及滚动轴承的力学模型
• 3.3.1 碰摩力模型
• 3.3.2 球轴承的力学模型
• 3.4 本章小结
• 第4章 双转子碰摩系统的动力特性分析
• 4.1 碰摩对双转子系统运动特性的影响
• 4.2 双转子转速的角频率比对系统的影响
• 4.3 滚动轴承间隙对双转子系统动力学特性的影响
• 4.4 支撑刚度对系统的动力学特性的影响
• 4.5 考虑机匣弹性的碰摩
• 4.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢