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高速轉(zhuǎn)子系統(tǒng)支承結(jié)構(gòu)及力學(xué)特性設(shè)計方法

洪杰; 宋制宏; 王東; 馬艷紅 北京航空航天大學(xué)能源與動力工程學(xué)院; 北京100191; 先進航空發(fā)動機協(xié)同創(chuàng)新中心; 北京100191; 中國航空發(fā)動機集團有限公司沈陽發(fā)動機研究所; 沈陽110015

摘要:針對航空發(fā)動機高速轉(zhuǎn)子系統(tǒng)支承結(jié)構(gòu)及力學(xué)特性設(shè)計問題,開展支承結(jié)構(gòu)約束特性(支點位置和支承剛度)對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)剛度及轉(zhuǎn)子動力學(xué)特性的影響分析,建立轉(zhuǎn)子支承結(jié)構(gòu)約束特性與轉(zhuǎn)子力學(xué)特性關(guān)聯(lián)力學(xué)模型。通過對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)支承結(jié)構(gòu)特征參數(shù)與剛度特性、振動特性等力學(xué)特性的關(guān)聯(lián)性分析,定量描述了轉(zhuǎn)子支承約束特征及慣性載荷對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學(xué)特性的影響規(guī)律,在此基礎(chǔ)上,提出了基于轉(zhuǎn)子變形控制的支承約束特性與轉(zhuǎn)子力學(xué)特性一體化設(shè)計方法。仿真計算結(jié)果表明:對于高速轉(zhuǎn)子系統(tǒng)可以通過對支點位置及支承約束剛度的設(shè)計,調(diào)整轉(zhuǎn)子彎曲變形和臨界轉(zhuǎn)速的分布特征,使其在通過或靠近彎曲振型臨界轉(zhuǎn)速的高轉(zhuǎn)速工作狀態(tài)下,具有足夠的安全裕度。這種通過結(jié)構(gòu)特征參數(shù)的變化,優(yōu)化轉(zhuǎn)子系統(tǒng)力學(xué)特性的方法,對航空發(fā)動機總體結(jié)構(gòu)布局及動力學(xué)設(shè)計具有重要的工程參考價值。

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