微型涡喷发动机转子动力学特性研究

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微型涡喷发动机具有推重比高、尺寸小、转速高等多方面的特点,是一种高能量密度的动力推进装置,在各类无人机、巡航导弹及其它微小型飞行器中发挥着越来越大的作用,未来也将具有广阔的研究价值和应用前景。作为微型涡喷发动机的核心部件,转子系统的稳定性受到越来越多的关注和重视,转子系统的动力学性能直接影响到发动机的工作状态和使用寿命,因此,研究微型涡喷发动机的转子系统具有重要的科学意义和工程价值。本文介绍了微型涡喷发动机及其转子动力研究方面的国内外发展现状。以某微型涡喷发动机的转子系统为研究对象,对其结构特点进行了分析,并利用Pro/E软件对该转子系统进行三维结构建模;采用有限元软件ANSYS对该转子系统进行有限元建模,基于模态分析理论对转子静态下的固有频率和振型进行计算,得到转子的一些固有特性;对发动机工作时转子的动力学特性进行计算,通过算例分析将理论计算结果与ANSYS仿真结果进行对比验证,考察ANSYS计算的可行性,进而分析转子在旋转状态下的性能变化,受力情况等,计算发现当转子旋转时临界转速比静态下有所提高。对转子在实际工作中可能受到的不平衡进行模拟,进行典型工况下的转子系统谐响应分析,得到的结果可以为转子的平衡提供一定的参考;根据转子的平衡原理,采用适当的平衡方法和精度,结合实际转子的结构进行模型的力学简化,从理论上进行转子的动平衡。
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