某航空发动机双转子系统的动力学建模

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• 论文作者：路振勇 ; 陈予恕 ; 侯磊 ; 孙传宗
• 年：2016
• 作者机构：哈尔滨工业大学航天学院;
• 论文关键词：航空发动机双转子系统 ; 双转子动力学模型 ; 质心集中法 ; 结构降维 ; 有限元法
• 会议召开时间：2016-05-06
• 会议录名称：第十届动力学与控制学术会议摘要集
• 语种：中文
• 分类号：V231
• 学会代码：AGLU
• 会议名称：第十届动力学与控制学术会议
• 会议地点：中国四川成都
• 主办单位：中国力学学会动力学与控制专业委员会
• 学会名称：中国力学学会
• 页数：2
• 文件大小：744k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

航空发动机双转子系统是具有复杂结构的、非线性的大系统,航空发动机双转子系统振动研究的关键在于动力学建模。针对航空发动机双转子的结构、支承形式和工作特点,在复杂建模的基础上对系统进行一定的合理简化,得到能够反映航空发动机双转子系统主要动力学行为的简化模型,通过对简化模型的定性分析,研究一些重要参数对系统运动行为的规律性影响,对航空发动机双转子系统的设计优化和动态行为的控制有重要的意义。本文针对某实际的六点支承航空发动机双转子系统,建立了系统的复杂离散动力学模型(Model A),对该模型进行结构降维,得到了两种简化动力学模型:四轮盘双转子简化动力学模型(Model B)和三轮盘双转子简化动力学模型(Model C)。首先采用有限元法建立了较为精确的多轮盘复杂离散动力学模型,然后基于质心集中方法对该模型进行了简化,分别得到了Model B和Model C,并将其与Model A进行了临界转速的分别对比。结果表明,简化得到的四轮盘双转子简化模型,前三阶相应临界转速误差分别在5%、22%、10%之内,可以很好的保有原系统的动力学特性;简化得到的三轮盘双转子简化模型,在柔性支承下,前三阶相应临界转速误差在15%之内,可以较好的保有原系统的动力学特性。最后,给出了三种模型不平衡响应的对比分析图。这是一种从结构上将实际多轮盘双转子简化成少轮盘双转子的方法,降低了双转子系统的自由度,有利于在考虑到故障、支承非线性等因素后的理论计算分析。

引文