火箭发动机涡轮泵转子系统的动力学设计

对新一代可重复使用火箭发动机涡轮泵转子系统动力学设计的若干问题进行了研究.以公理设计理论为指导,探索并实现了转子动力学性能计算软件的设计,运用该软件对不同类型轴承支承的涡轮泵转子系统进行了动力学设计计算.其中固有特性的设计包括对滚动轴承、滑动轴承支承的转子系统的临界转速与稳定性计算分析,动力响应设计方面重点介绍了不平衡偏心激励下的非线性动力响应分析.计算结果表明,在火箭发动机中用动静压滑动轴承取代滚动轴承是可行的.     

涡轴发动机细长柔性转子动力特性及高速动平衡技术研究

摘要：建立了涡轴发动机动力涡轮转子动力特性有限元分析模型,计算得到了转子的前三阶临界转速值,在高速旋转试验器上完成了全转速范围内的动力特性和高速动平衡试验,实测得到了转子在额定工作转速范围内高速动平衡前和高速动平衡后等状态下振动幅值随转速的变化曲线,研究结果表明：建立的计算模型反映了转子的真实情况,高速动平衡效果良好,解决了型号研制过程中的一项关键技术。     

应力波技术的液体火箭发动机试验应用研究

为了提升液体火箭发动机早期故障识别能力与效率,提出一种基于应力波技术的发动机涡轮泵故障检测方法.介绍了应力波信号的产生机理、获取途径和检测原理,针对液体火箭发动机试验特点,研究了应力波检测技术在低温环境下进行应用的解决方案,搭建了用于YF-XX发动机涡轮泵故障模式识别的应力波检测系统.经过试验测试表明,应力波信号的分析...     

航空发动机高压转子动平衡工艺技术研究

航空发动机转子是航空发动机的重要部件,航空发动机转子动平衡工作是转子装配工艺中的重要工艺过程,航空发动机的高压压气机和高压涡轮转子的动平衡工作是保证发动机稳定工作的基础,本文针对转子部件的动平衡工艺为研究方向,具体研究了航空发动机的高压转子的平衡工艺技术,用高压转子组合平衡降低发动机振动有着至关重要意义。     

考虑发动机基础激励的涡轮增压器转子动力学研究

考虑发动机的基础激励和非线性油膜力,建立了涡轮增压器转子-轴承系统的动力学模型,研究了涡轮增压器转子在偏心质量作用下的非线性动力学行为.用数值计算方法对系统的动态响应进行了仿真计算,研究了转子随转速变化的分叉规律以及基础激励对转子非线性动力学行为的影响.结果表明,基础激励会通过非线性油膜力显著地影响转子的动力学行为,且基础激励会降低转子开始发生油膜涡动的转速,但基础激励对转子动力学的影响主要体现在转子转速较低的阶段.     

液体火箭发动机涡轮泵真实转速信号提取

以液体火箭发动机涡轮泵为研究对象,设计抗干扰滤波电路,将转速原始信号中高频干扰滤掉,将真实信号提取出来,并按照试验系统要求把输出信号变成方波,频率保持一致.与现有预处理仪的对比试验表明,设计的电路各项性能均优于现有预处理仪,可以应用到试车系统中.     

基于模态振型分析的大型汽轮机低压转子高速动平衡方法

针对目前传统影响系数法难以平衡某些大型汽轮机低压转子的难题,提出一种基于模态振型分析的大型柔性转子高速动平衡方法。在分析汽轮机转子系统结构的基础上,综合考虑了动平衡机摆架轴承座的动力特性,采用基于有限元的转子轴承动力学分析商业软件DyRoBeS建立了转子-轴承-摆架系统模型,分析转子系统临界转速和振型,从而根据转子的模态振型,结合柔性转子影响系数平衡法要点,设计合理的平衡工艺,有针对性的选择平衡校正面和平衡转速点,采取逐阶次平衡的方法,实现这类大型特殊柔性转子的动平衡。最后以哈汽产的66万千瓦大型汽轮机低压转子高速动平衡试验为例,应用结果表明采用该方法能有效平衡大型柔性转子,且减少了起机次数,节省了平衡费用。     

转子-轴承系统液体式在线自动平衡装置研究综述

针对自动平衡装置可在线调整转子-轴承系统不平衡状态、提高设备工作效率、延长设备使用周期,通过分析国内外已有液体式在线自动平衡装置,认为注液式、释液式及连续注排液式三种平衡装置均因注排液过程存在诸多缺陷。液体转移式平衡装置在平衡过程中无需注液、排液,可从根本上避免三种结构因注、排液造成的缺陷,是一种理想结构。在保持注液式平衡装置结构简单、旋转部分无可动部件等优点前提下研究开发实用的液体转移式平衡装置,是液体式平衡装置极具前途的发展方向。     

航空发动机柔性转子动平衡方法

根据航空发动机柔性转子现场动平衡实践的需要,建立向前和向后正交的柔性转子混合平衡法和平衡步骤,分别在模拟转子和真实转子对方法的可行性和有效性进行实验考核。结果表明,向前和向后正交的柔性转子混合平衡法,可有效对发动机转子实施高速动平衡,且可提高平衡效率、减少试重个数和开车次数。     

应用模态分析及傅里叶变换的柔性转子无试重动平衡方法

针对旋转机械不平衡导致的振动问题,提出一种的柔性转子现场动平衡方法。其通过有限元理论建立转子系统动力学模型,并将系统运动微分方程按模态振型展开,利用FFT及IFFT变换,获取频域下不平衡载荷谱,最终识别转子不平衡状态。仿真和试验结果均表明,该方法仅需在低于临界转速的状态下采集振动响应数据,并且无需停机试重,就能准确识别转子不平衡状态,添加配重后可使转子各阶不平衡振动得到有效抑制。     

小推力液体火箭发动机动态推力测试台架设计

推力测试台架是准确测量火箭发动机推力的关键技术之一，但现有的测试台架能够很好兼顾长、短脉冲测试的较少。针对此况，采用传感器陶瓷厚膜技术，设计了100N范围内小推力液体火箭发动机动态推力测试台架，通过热试车试验考核，该台架可兼顾长、短脉冲的测量，在满足稳态精度的同时，具有良好的动态特性，为小推力液体火箭发动机测试台架的设计提供了一种新思路。     

液体火箭发动机地面试验测量系统可靠性评定

为解决液体火箭发动机地面试验测量系统可靠性评定信息不全面的问题,对影响液体火箭发动机地面试验测量系统评定的因素进行分析。首先,将性能可靠性指标和功能可靠性指标作为测量系统可靠性的衡量标准,给出了液体火箭发动机地面试验测量系统可靠性的定义。然后,将测量系统不确定度作为性能可靠性指标纳入测量系统可靠度评定体系,建立测量不确定度与经典可靠性之间的联系;将分系统单元失效次数作为功能可靠性的评价指标,制定融合多源可靠性信息的系统可靠性评定策略。之后,阐述了可靠性数据收集、可靠性信息转换、可靠性信息综合、金字塔式系统可靠性评定和基于专家线性加权的可靠性评定的原理及实现方法。最后,以某型号液体火箭发动机地面试验测量系统为例,评定测量系统的可靠性,结果显示融合多源可靠性信息的金字塔式综合评定法能够准确分析液体火箭发动机地面试验测量系统可靠性,基于专家线性加权信息融合评定方法能够定位系统中的重点关注对象,查找薄弱环节。研究成果为行业内技术人员研究、评定测量系统可靠性提供了新的思路和方法,对于提高型号产品质量、测量数据质量和系统可靠性具有重要意义。     

液体火箭发动机单喷注器燃烧室声学特性模拟实验原理及实现

依据相似理论,研究了高压补燃循环液体火箭发动机单喷注器燃烧室声学特性模拟实验的原理,建立了模拟实验系统,研究了实验方法,进行了某型高压补燃循环液体火箭发动机燃烧室和喷注器的声学特性实验。结果表明:模拟实验技术可行,实验方法正确,模拟实验结果为发动机设计提供了依据。     

Application of active magnetic bearings for in situ flexible rotor residual balancing using a novel generalized influence coefficient method

An identification algorithm for the estimation of residual unbalances is developed for a flexible rotor-bearing system integrated with an active magnetic bearing (AMB). The main advantage of the present methodology is that it can be applied in situ and also with safe traversal of resonances during run-up. The flexible rotor-AMB system is modelled by the finite element method, considering randomly distributed residual unbalances along with disc discrete residual unbalances. In order to obtain equivalent discrete unbalances at limited disc locations for the balancing of the flexible rotor system, a generalized influence coefficient method (GICM) is proposed. Equivalent unbalances obtained at discrete balancing planes are used to check the reduction in unbalance responses. The proposed algorithm is compared with the conventional influence coefficient method (CICM) without AMB to check the accuracy and consistency of the estimated values of residual unbalances. The values estimated by both methods are found to be consistent, while the GICM has an advantage of using AMB for the safe operation of the unbalanced rotor at high speeds during measurements. In order to have a suitable discrete position of AMB (for effective estimation of residual unbalances), various rotor system models are considered with different positions of the AMB.     

ＥＭＤ中异常事件处理及其在转子动平衡中的应用

经验模态分解（ＥＭＤ）广泛用于将非平稳、非线性信号分解成一组稳态和线性的数据序列集,得到理论意义上仅含有单组分频率成分的各固有模态函数。为减少异常事件对信号ＥＭＤ分解的干扰,提出采用相关分析消除信号中异常事件的方法。同时结合不平衡振动理论提出一种准确分离转子不平衡振动信号的方法,以用于转子不平衡振动监测及动平衡等方面。以实例分析证实该方法的有效性。     

离子火箭发动机栅极组件短路消除方法

栅极组件短路是造成离子火箭发动机失效的主要原因。本文分析了栅极组件短路的形成原因,利用电热烧蚀原理,消除栅极组件的短路。通过实验研究,获得了栅极组件短路消除的有效方法。应用实验结果表明,这种方法能够有效消除栅极组件的短路现象。     

热敏电阻在液体火箭发动机试验中的应用

阐述了目前应用于低温推进剂液体火箭发动机试验的热敏电阻温度传感器的特点，介绍了热敏电阻温度传感器在液体火箭发动机试验中的应用方案，包括信号变换器设计、传感器校准数据处理方法、传感器自热效应分析以及测量系统组成，分析了影响测量不确定度的因素，给出了应用热敏电阻温度传感器的测量不确定度小于0．3K。     

不平衡-碰摩-松动耦合故障的转子动力学建模与盲分离研究

建立了不平衡-碰摩-基础松动耦合故障的转子动力学模型。在模型中,轴承简化为线性弹簧,转子考虑为两端无约束的等截面自由欧拉梁,同时,建立了不平衡、碰摩和松动耦合转子动力学运动方程,运用模态截断法,利用数值积分方法获取转子系统的振动响应。显然,系统响应是多个耦合故障信号的混合,因此借助盲源分离方法进行了转子系统耦合故障信号分离研究,并运用ZT-3型多功能转子试验台进行了实验验证,仿真和实验结果表明了所建立故障动力学模型的正确性以及利用盲分离方法实施耦合故障分离的有效性     

高速动平衡机摆架振动特性分析与改进

高速动平衡机摆架的动力学特性直接影响到动平衡试验的准确性.为了改善动平衡机摆架的动力学特性,分析了动主刚度杆对平衡机摆架动刚度的影响.首先,使用有限元分析软件ANSYS建立高速动平衡机摆架模型,对其进行模态分析,得到动平衡机摆架的各阶频率和振型,除去对动平衡机摆架工作无影响的固有振型.对不同结构的摆架进行模态分析,比较计算结构,除去对动平衡机摆架固有频率没影响的结构.其次,在简化模型的基础上,提出摆架主刚度杆的5种改进方法.分别对各种改进之后的摆架进行谐响应分析,得到动刚度与频率关系曲线.结果表明,适当改变主刚度杆的结构尺寸或材料特性,都会改变摆架的动刚度.因此,在设计的过程中,可以通过适当改变主刚度杆的结构尺寸和材料特性来满足动平衡机摆架的设计要求.此方法具有较好的工程实际价值,为工程应用提供分析方法和改进参考.