航空发动机动力涡轮转子悬臂分支结构建模与结构参数影响分析

针对某型动力涡轮转子特殊的悬臂分支结构,建立了带分支转盘系统的转子动力学模型,该模型包含了分支系统主要的结构设计参数,推导了其运动微分方程,通过数值方法求解了转子系统的振型、临界转速和不平衡响应,对比了有无考虑分支结构时的计算结果,重点研究了调节分支结构参数,如分支轴长度、法兰盘偏置量、分支安装方位等对系统动力特性的影响。研究表明:分支结构对转子系统的振型、临界转速等存在重要影响,计算时不应简化忽略;调节分支结构参数不会改变转子系统的振型属性,其对临界转速的调节效果与相应振型密切相关;增大分支轴长度、减小法兰盘偏置量以及反向安装分支,会减小转子系统的抗弯刚度,降低临界转速,同时带来涡轮盘处不平衡响应急剧增大的问题。因此,针对分支结构参数进行合理设计,可以对转子系统的动力学特性进行优化和调整。     

双盘柔性转子突加不平衡瞬态响应研究

转子系统在运转过程中可能由于叶片断裂等原因造成自身不平衡量突然增大,转子系统在突加不平衡条件下的响应特性是一个很值得关注的问题。运用传递矩阵法建立了双盘转子系统的运动微分方程,以Newmark-β积分法求解,模拟对比了转子系统在稳态和瞬态两种运转状态下的突加不平衡响应。结果表明:加速起动下转子越过临界转速后突加不平衡引发的震荡波动与自然波动频率一致;震荡波动的最大振幅与阻尼、突加不平衡总量及系统瞬时转速相关,波动的持续时间主要受系统阻尼影响;不同盘上发生突加不平衡,对临界转速处的响应振幅影响不同。