风扇叶片飞脱(FBO)事件引起的转子-支承系统及整机瞬态动力学响应是航空发动机研究领域关注的重点。本文设计一套模拟发动机低压转子特征的柔性悬臂试验转子,通过数值仿真计算和试验相结合的方法,研究FBO激励下转子·.支承系统瞬态动力学响应。主要内容和结论如下:(1)建立试验转子的有限元模型,研究飞脱质量和转速对转子不平衡响应和支承载荷的影响规律。分析10%、20%和80%三种叶片飞脱量的计算结果,发现轴承外传载荷随飞脱质量的增加而增加,但响应时间变短;在转子未发生破坏前,轴承载荷峰值为不平衡离心载荷的1.7-2.2倍;转子最终的失效形式为滚动轴承滚珠破损造成抱轴。分析1/2、1/√2、1和√2倍目标转速四种叶片飞脱的计算结果,发现转子位移、支承载荷、加速度最大值都随转速的增加而快速增加。(2)开展模拟风扇叶片飞脱试验,研究叶片飞脱激励下转子瞬态不平衡响应及支承载荷。通过控制叶片飞脱质量,得到三种情况下转子的不平衡响应:第一种是转子位移振荡后下降,随后趋于稳定;第二种是转子位移一直限制在定值内,不发散也不下降,此时轴承运转正常;第三种是转子位移剧烈振荡后发散,转子撞坏轴承。支承载荷在叶片飞脱后的响应规律呈现两个阶段:第一个阶段为稳定振荡区,叶片飞脱瞬间载荷有突增,随后载荷振荡峰值稳定在定值;第二个阶段为转速敏感区,随着转速的降低载荷峰值也逐渐降低。小不平衡量叶片飞脱后,转子未撞击轴承;中不平衡量叶片飞脱后,转子与轴承发生碰磨,并有回弹现象,通过临界转速时轴承载荷为1.23倍飞脱叶片离心载荷,叶片飞脱瞬间引起的轴承载荷大于通过临界转速时的载荷;大不平衡量叶片飞脱后,转子与轴承发生持续碰磨,随后轴承损坏导致转子断轴,正常运转期间轴承最大载荷为1.89倍飞脱叶片离心载荷,跌落转子撞击力是1.95倍离心载荷。