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高速旋转台是一套测试旋转火箭发动机推力及其燃烧室压力的试验设备,其工作转速范围一般为0—15000rpm(0—250Hz),在实际工作中在特定转速范围内会发生振动,在产生振动的频率范围内,不能对发动机进行测试,甚至长时间在这个范围内运行,将影响高速旋转台的寿命。由于发动机与高速旋转台主轴的安装存在不同轴的误差,发动机自身的质量偏心和发动机工作时产生一个偏心力,作用在高速旋转台上,导致高速旋转台在工作过程中的振动不可避免。本文采用有限元分析法对高速旋转台进行了模态分析。模态分析能够得到模型的固有频率及振型等相关信息,通过对计算结果的对比分析,可以得到高速旋转台的振动特性及振动范围。本文首先对高速旋转台进行建模,分析软件采用ANSYS,建模软件采用UG。建模过程中将对计算结果影响很小的部件忽略,并对各零部件工艺上部分不影响结构强度的结构进行了简化。然后对模型进行分析,本文研究工作如下:(1)对高速旋转台进行模态分析。通过计算可以看出,有三阶固有频率在工作范围内,并且可以得到各阶的阵型;(2)对发动机安装在高速旋转台上时进行模态分析。通过计算可以看出,安装有发动机情况下高速旋转台的振动情况,随着发动机质量的增加,各阶固有频率大小随之减小,且随着质量的增加,在工作范围内的固有频率阶数也随之增加;(3)对发动机施加质量偏心时的高速旋转台进行模态分析。由于发动机安装不同轴、发动机加工过程产生的误差和发动机工作时产生的推力偏心等原因使得高速旋转台在工作过程中存在偏心力,通过计算得到偏心力对高速旋转台的固有频率产生的影响,质量偏心的作用使得各阶固有频率都要略微减小,但影响不大;最后通过对以上三种情况进行对比分析,可以看出,相同阶数相比,阵型大致相同,一阶、二阶、四阶、五阶阵型主要为发动机的偏移,三阶阵型主要为高速旋转台围绕Z轴的扭转变形。且通过总结得到高速旋转台各阶固有频率的范围。