【摘 要】
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针对带有涡轮级间共用承力框架的高功质比涡轴发动机结构系统,建立共用支承-转子系统动力学方程,探究燃气发生器转子、动力涡轮转子与共用承力框架结构系统耦合振动产生条件
【机 构】
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北京航空航天大学能源与动力工程学院,北京100191;北京航空航天大学航空发动机研究院,北京100191;中国航空发动机集团有限公司湖南动力机械研究所,湖南株洲412002;中国航空发动机集团有限公司
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针对带有涡轮级间共用承力框架的高功质比涡轴发动机结构系统,建立共用支承-转子系统动力学方程,探究燃气发生器转子、动力涡轮转子与共用承力框架结构系统耦合振动产生条件及振动特性.基于ANSYS有限元仿真计算了共用支承-转子系统耦合振动特性.针对涡轴发动机涡轮级间承力框架,设计了共用支承-转子系统模拟试验器,运用激振器模拟转子不平衡激励,利用试验对模拟转子动力特性的相互影响进行了定量分析.理论计算结果表明,转子支点与支承结构通过力平衡和位移协调联系在一起,之间存在刚度耦合项,进而使共用支承-转子系统发生耦合振动.对系统振动响应仿真计算结果表明,共用支承会影响转子动力特性,不同转子不平衡激励均可激起相应转子的振动.通过试验验证了在发生耦合振动时,转子的振动响应频谱中同时包含两个转子转速频率,定义耦合影响系数,地面慢车状态两个转子相互之间的耦合影响系数分别为3.3％和60.79％,最大连续状态分别为12.78％和6.88％,最大起飞状态分别为13.56％和5.81％,转子间的动力特性耦合影响大小与频率有关系.
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