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题名航空发动机高压转子“可容模态”设计及实验验证
被引量：3
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作者
赵璐
廖明夫
薛永广
刘巧英
李岩
葛新瑞
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机构
西北工业大学动力与能源学院
北京动力机械研究所
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出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第2期318-330,共13页
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基金
国家科技重大专项(2017-IV-0001-0038)。
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文摘
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ω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ω_(cr1)≤ω,ω≤ω_(cr2)≤2ω;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。
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关键词
航空发动机
高压转子
“可容模态”设计
实验验证
转子动力学
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Keywords
Aero-engine
High pressure rotor
Workable mode design
Experimental verification
Rotor dynamics
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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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题名带中介轴承双转子系统“可容模态”优化设计及实验
被引量：1
- 2
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作者
王瑞
廖明夫
雷新亮
程驰
王理
石斌
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机构
西北工业大学动力与能源学院
中国航发四川燃气涡轮研究院
中国航发沈阳发动机研究所
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出处
《推进技术》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期240-256,共17页
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基金
国家科技重大专项(2017-Ⅳ-0001-0038)
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文摘
为解决航空发动机双转子系统无法避开临界转速的问题,提高双转子系统容忍振动的能力,根据带中介轴承双转子系统的“可容模态”优化设计方法,以某型带中介轴承双转子发动机相似模型为初始模型进行优化设计,并以此搭建一套双转子实验器系统。通过模态测试、响应测试、连续变转速以及长时间“共振”实验,先后验证了带中介轴承双转子系统的“可容模态”优化设计方法的准确性、有效性、稳定性和可靠性。研究发现,双转子实验器测试结果与计算结果临界转速误差最高3.06%、模态振型误差最高9.6%;工作范围内任意转速下,即使频繁穿越临界转速,振动幅值均不超过50µm;在6阶临界转速处各完成了不少于3790s的“共振”实验,所容忍的不平衡量最大为设计不平衡量的5.2倍,振幅平稳,且可容度评价函数值越高,容忍共振能力越强。实验结果充分验证了带中介轴承双转子系统的“可容模态”优化设计方法是可行的。
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关键词
航空发动机
双转子系统
可容模态
优化设计
实验验证
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Keywords
Aero-engine
Dual-rotor system
Workable mode
Optimization design
Experimental ver⁃ification
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分类号
V235.13
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
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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
- 3
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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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