双盘悬臂转子的多不平衡-多定点碰摩耦合故障分析

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以航空发动机低压转子为研究对象,建立了含多不平衡-多定点碰摩耦合故障的双盘悬臂转子系统。在动力学模型中,同时考虑压气盘和涡轮盘的不平衡,且在两轮盘的水平方向上分别存在机匣凸点;采用经典的Lankarani-Nikravesh模型表征定点碰摩故障及碰摩故障中的能量损失。在数值仿真过程中,采用线性插值法确定碰摩发生时刻,计算相应的初始碰撞速度。根据数值仿真的结果分析两轮盘的不平衡量,机匣凸点的尖锐程度等参数对转子系统非线性动力学响应的影响。结果表明:当涡轮盘的不平衡量较大时,系统将在较高的转速出现单周期、多周期、拟周期等丰富的非线性动力学现象,而当压气盘的不平衡量较大时,系统将在较宽的转速区间内保持稳定的周期1运动;对于压气盘和涡轮盘处的两个机匣凸点(凸点1和凸点2),当凸点1的曲率半径较小时,系统将在较低转速发生非线性振动;适当的增加凸点1的曲率半径可使系统的振动以周期1为主。
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