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题名涡轴发动机振能转移优化设计方法与实验研究
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作者
高永强
刘准
廖明夫
陈忠斌
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机构
西北工业大学动力与能源学院
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出处
《推进技术》
北大核心
2025年第5期287-298,共12页
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基金
国家科技重大专项。
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文摘
为优化带共用支承结构双转子系统的不平衡响应特性,使其在同等不平衡量下能够在较大的转速范围内稳定运行,提出了一种适用于带共用支承结构双转子系统的振能转移优化设计方法,并对双转子系统的模型进行了有限元动力学特性计算和动力学优化设计。优化后,该模型在各阶自激励模态下的可容度均超过0.8,能够满足可容模态设计要求。以某涡轴发动机为参考对象,设计并加工了一套带共用支承结构的双转子实验器,该实验器能够模拟4种不同刚度下带共用支承结构双转子系统的动力学特性。使用该实验器进行了动力学特性计算验证实验,在4种刚度组合下,该实验器在各阶自激励模态下临界转速的误差均不大于7%,这表明建立的带共用支承结构双转子系统的模型是准确的。使用该实验器进行了不平衡响应峰值对比实验和抗振特性对比实验,与优化前的刚度组合相比,在最优的刚度组合下,动力涡轮的不平衡响应峰值降低了51.49%,最大许用不平衡量提升了79.21%,这说明振能转移优化设计对于降低动力涡轮的不平衡响应和提升动力涡轮的抗振特性效果显著。分别对振能转移优化前和振能转移优化后的实验器进行了长时间“共振”实验,优化前的实验器无法在临界转速处长时间运行,不满足可容模态设计要求,而对于优化后的实验器,动力涡轮在其自激励一阶模态临界转速处长时间运行时的不平衡响应增幅为5.37%,燃气发生器在其自激励一阶模态临界转速处长时间运行时的不平衡响应增幅为1.39%,能够满足可容模态设计要求。
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关键词
涡轴发动机
共用支承结构
动力学优化设计
振能转移
可容模态
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Keywords
Turboshaft engine
Mid turbine frame
Dynamics optimization design
Vibration energy transmission
Acceptable mode
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分类号
V231.96
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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