改进PCA算法及其在转子特征提取中的应用

为探索航空发动机轴承装配条件对支承刚度的影响,支撑发动机转子系统的动力学设计和整机振动控制,在动力学方程的基础上,建立了振动测试和理论计算相结合的支承刚度辨识方法,并以某型航空发动机的五号支点轴承为对象,试验研究了圆柱滚子轴承内、外环配合参数、锁紧螺母拧紧力矩等参数对支承刚度的影响规律。结果表明：建立的支承刚度辨识方法准确可行;轴承内、外环为过盈配合时,过盈量增大,支承刚度增大,支承刚度对锁紧螺母拧紧力矩不敏感;轴承内、外环为间隙配合时,转子出现非线性共振,支承刚度大幅度地随机跳动,不符合线性条件假设。设计时应合理考虑轴承内、外环配合参数,避免导致转子系统振动特性恶化。     

发动机轴承装配条件对支承刚度的影响

为探索航空发动机轴承装配条件对支承刚度的影响,支撑发动机转子系统的动力学设计和整机振动控制,在动力学方程的基础上,建立了振动测试和理论计算相结合的支承刚度辨识方法,并以某型航空发动机的五号支点轴承为对象,试验研究了圆柱滚子轴承内、外环配合参数、锁紧螺母拧紧力矩等参数对支承刚度的影响规律。结果表明:建立的支承刚度辨识方法准确可行;轴承内、外环为过盈配合时,过盈量增大,支承刚度增大,支承刚度对锁紧螺母拧紧力矩不敏感;轴承内、外环为间隙配合时,转子出现非线性共振,支承刚度大幅度地随机跳动,不符合线性条件假设。设计时应合理考虑轴承内、外环配合参数,避免导致转子系统振动特性恶化。     

航空发动机传动轴承多支承台架试验失效机理分析

作为航空发动机的关键部件之一,传动系统的工作性能直接决定整机的运行状态与可靠性。传动系统的支承轴承因工作环境恶劣,在其工作过程中极易出现早期失效故障。针对某航空发动机传动系统支承球轴承台架试验中出现早期失效的问题,采用有限元方法,建立了多点支撑柔性传动系统动力学模型,分析了转速和轴承游隙对系统各支承轴承的动态载荷与弹性变形的影响规律,确定了支承轴承发生失效的位置及其原因;采用Lundberg和Palmgre的疲劳寿命计算方法,基于多点支撑柔性传动系统动力学模型获得的轴承内部动态载荷,计算了台架系统中出现早期失效的支承球轴承的疲劳寿命。结果表明,支承轴承的游隙匹配会导致各轴承内部载荷存在较大差异,该差异是导致其疲劳失效的主要原因,该仿真结果与实际情况基本一致。论文的研究可为该型航空发动机传动系统支承轴承的优化设计提供新的思路和理论支撑。     

航空发动机双转子轴承试验机主轴动静态性能分析

根据航空发动机轴承试验机的技术指标研制了专用的航空发动机双转子轴承试验机,应用ANSYS Workbench有限元分析软件对试验机主轴进行了动静态性能分析。将轴承支承刚度等效为弹簧刚度,得到了主轴的强度、静刚度、固有频率和振型;并对主轴临界转速进行理论计算,验证了有限元模型的正确性及主轴结构设计的合理性。     

带有弹支结构的航空发动机轴承性能试验研究

航空发动机转子系统中采用弹性支承加挤压油膜阻尼的支承结构减小振动,为验证某带有弹支结构的轴承在实际发动机中是否能满足工作需要,需对其进行性能试验考核。通过分析轴承特点设计了试验方案,并对其进行验证,顺利通过了50 h性能试验的考核。     

不同载荷作用下航空发动机前支承动刚度的有限元计算

目前航空发动机转子支承结构的动刚度计算不准确,严重影响转子动力特性计算结果的准确性.为此建立不同的转子支承结构三维模型,分别施加分布载荷和集中载荷并用有限元软件对其进行频率响应计算,再由所得位移曲线求出相应的动刚度曲线,然后进行对比分析.得出分布载荷的施加方法更符合实际发动机转子支承结构的受力情况,计算动刚度结果更加准确.最后给出一个求某型航空发动机前支承处动刚度的算例.所采用的计算方法和得到的结果对发动机转子支承结构的动刚度计算具有一定的参考价值.     

具有锥齿轮啮合作用的转子系统振动分析

以某型传动功率较大的具有中央锥齿轮啮合作用和挤压油膜阻尼器的航空发动机转子支承系统为对象 ,采用弯扭耦合传递矩阵法计算临界转速、横向振动固有频率、稳态不平衡响应和初始弯曲响应。着重研究锥齿轮啮合作用下轴承力幅频特性 ,介绍寻找峰值转速的方法 ,发现在中央锥齿轮啮合作用下 ,出现了临界转速以外力幅最大的峰值转速 ,并对机匣振动幅频特性试验曲线进行分析。研究降低峰值转速下振动水平的方法及支承方案对发动机转子—支承系统振动特性的影响 ,得出了有工程参考价值的结论     

弹流润滑下航空发动机中介滚子轴承的均载修形研究

中介轴承做为双转子航空发动机的低压转子和高压转子之间连接的关键零件,其运行状态直接影响发动机的工作性能和飞机的飞行安全.中介轴承的均载修形研究对于提高航空发动机的工作寿命和可靠性具有重要意义.研究了弹性流体润滑条件下,某对转双转子发动机的中介轴承的最佳修形方式.采用切片法,计算了直线圆柱滚子轴承、修正线修形圆柱滚子轴承、全凸修形圆柱滚子轴承以及对数修形圆柱滚子轴承在受径向载荷和倾覆弯矩联合作用时轴承的受力和歪斜情况,通过对比不同修形下滚子的最大载荷数值,得出中介轴承应采取的最佳修形方式.为某型双转子发动机中介轴承设计提供了参考.     

涡扇发动机转子动力特性计算与分析

发动机转子支承系统的动力学特性对于发动机运行的可靠性具有重要的作用,某型涡扇发动机的双转子支承系统带有耦合高低压转子的轴间轴承,高压转子前支承及低压转子后支承均采用波纹环弹性支承,低压转子前支承还采用了间隙环.这些支承结构对转子支承系统的动力特性有重大影响.本文采用传递矩阵-拟模态综合法,对该涡扇发动机的双转子支承系统的临界转速进行计算,分析该发动机所采用的各弹性阻尼支承的作用与影响,对发动机的使用、维护以及改进、改型具有重要的参考意义.     

双转子大涵道比涡扇发动机转子支承方案研究

航空发动机是典型的叶轮机械,每个转子至少需要2个支点,以确保航空发动机正常运转。本文以双转子大涵道比涡扇发动机为研究对象,梳理了部分成熟机型的转子支承方案,通过剖析各转子支承方案的设计意图和设计思路,分析各转子支承方案的优、缺点,为双转子大涵道比涡扇发动机转子支承方案设计提供了参考。     

簧片式弹性阻尼支承(大型汽轮发电机组用)的固有频率分析和计算

一、问题的提出弹性阻尼支承(或挤压膜轴承)在航空发动机上用得很广泛,对于大型汽轮发电机的转子,也有应用先例。由于发电机转子重量较大,弹性阻尼支承必须承受相当大的静载荷,所以文献中提出了一种簧片式弹性阻尼支承,并提供了计算该支承刚度的公式,我们对一台125MW 双水内冷汽轮发电机转子的外伸集电环部份设计了一个簧片式弹性阻尼支承,并且进行了静刚度的测定,发现文献所推荐的公式与实测结果相差较大。     

航空发动机双转子系统碰摩故障振动特性研究

航空发动机转子系统的振动对飞机的飞行安全具有重要影响。文中针对某型航空发动机无中介轴承的双转子系统的结构特征,采用集中质量法建立了双转子-轴承-机匣耦合的动力学模型,分别对内外转子碰摩故障进行了仿真,通过轴心轨迹图、时域波形图、频谱图、庞加莱图分析了双转子系统耦合振动响应特性,提取了内外转子碰摩故障特征。研究成果可以为航空发动机振动状态监测和故障诊断系统提供理论支持。     

航空发动机双转子系统的振动特性分析

以某航空发动机双转子系统为研究对象,建立考虑coriolis效应的双转子轴承系统的动力学模型,采用有限元法对双转子系统进行了模态分析和振型计算;分析不同转速比下转子系统的不平衡响应,发现不同转速比对转子的共振点影响极小,但是对振幅有一定的影响;研究转子的支承刚度对系统频率的影响,发现随着支承刚度的增加,转子的频率也会逐渐增大,但当刚度达到108以上时,频率变化甚小。研究结果为双转子系统的设计与计算提供理论参考。     

组合支承转子系统动力学的研究进展

转子系统是旋转机械的核心部件,在航空发动机、燃气轮机、压缩机和数控机床等众多机械装备中都有广泛应用.转子系统一般由旋转部件和支承部件构成,其中组合支承是转子系统中重要的承力部件.转子系统中的几何非线性、转定子碰摩、连接非线性等非线性因素与支承自身的非线性因素耦合产生的内部激励,使得转子系统动力学行为复杂,发生混沌现象.首先阐述了组合支承转子动力学的研究背景和意义,回顾了应用在航空发动机中组合支承转子系统的支承方案及其应用情况,系统的介绍了五种组合支承转子系统模型,现有的建模方法、应用在组合支承转子系统高维非线性动力学中的降维方法、非线性动力学微分方程的求解方法、组合支承非线性问题的机理研究以及对转子系统振动特性的影响,最后提出了在组合支承转子系统研究中值得关注的问题.     

双转子系统的振动

双转子结构广泛应用于现代航空发动机中。为了提高推重比,常将高压转子的后支点设计成轴间轴承(或称中介轴承)形式。常将转子设计成柔性转子,即在工作范围内,转子要越过一阶、二阶甚至三阶临界转速。这就使得发动机转子成为耦合很强的双转子系统,传统的单转子理论不能完全描述其振动特性。建立采用中介轴承的双转子模型,考虑支承刚度和阻尼的影响,运用解析方法分析双转子的振动特性,以揭示双转子的振动规律,解释实际运行中出现的现象。     

航空发动机转子气体轴向力技术研究

滚珠轴承是航空发动机的重要部件,其可靠性至关重要,轴向力过大或轻载打滑是引起轴承损坏的重要因素。在航空发动机设计过程中,需要对转子轴向力进行准确计算,并设置必要的调节手段,保证发动机滚珠轴承承受合适的轴向力。本文主要阐述了航空发动机转子气体轴向力技术,主要包括计算方法、调节手段和测试技术。     

磁力轴承支承刚性转子的临界转速计算

针对磁力轴承支承转子的结构特点提出了一种用于分析该类转子的简化处理方法,并使用Samcef Rotor有限元软件建立了某刚性转子的轴对称模型,计算得到了转子的临界转速及振型。研究了该转子的临界转速与磁力轴承支承刚度的关系。计算结果及相关结论将为磁力轴承和传感器的布置以及控制系统的设计提供重要依据。     

反向旋转双转子系统动力特性分析

反向旋转的双转子系统已被相当一部分航空发动机采用,以利于减小高、低压转子陀螺力矩的影响,降低机匣负荷,提高飞机机动性能。本文分析了一种中介联接方式较特殊的反向旋转双转子结构,即其中介轴承外圈与低压转子联接,内圈与高压转子联接。针对这种结构,本文应用传递矩阵法,结合边界条件,提出了一种较为简便的改进方法,分析了反向旋转双转子结构前3阶临界转速特性和振型特点,研究了支承刚度对结构的前3阶临界转速的影响。此外,本文对不同支承刚度下双转子结构的1阶临界转速进行了试验研究,并与计算值进行了对比,吻合较好。     

外悬航空涡轮转子的平衡

本文重点讨论了校正面外悬的航空涡轮转子在配有微机化电测系统的硬支承动平衡机的环境下进行平衡的最佳方法－准静－偶分离平衡法，并介绍了在黎明发动机制造公司总装厂对外悬航空涡轮转子试用以用支承动载荷作为外悬转子动平衡检验唯一标准的初步实践情况。     

基于ABAQUS的轴承过盈配合接触应力分析

航空发动机主轴轴承内圈一般采用过盈配合的安装形式,通过一定的过盈量防止轴承内圈与轴发生相对转动,并对轴承内圈定位。建立了基于ABAQUS软件的轴承内圈过盈接触问题的仿真分析方法,使用该方法分析了某型航空发动机低压转子推力球轴承的内圈过盈配合接触应力,分析了该轴承内圈在装配压紧时发生转动的根本原因。建立的过盈配合接触应力分析方法可为航空发动机主轴轴承过盈配合的设计和校核计算提供理论依据。