某压气机转子动力特性分析及试验研究

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本课题对现代航空发动机高速柔性转子的动力特性及减振技术进行了分析和研究。针对某新型发动机压气机试验件转子工作转速超过第一阶弯曲临界转速的情况,利用有限元法对该转子支承系统进行动力特性的分析,通过对比分析不同弹支刚度组合以及挤压油膜参数条件下的转子模态、不平衡瞬态响应特征,了解了支承刚度、油膜厚度、油膜宽度、油膜压力、油膜温度等因素对压气机实验件转子振动特性的影响,从本质上对转子的动力特性及其振动特点有了更进一步的理解,对后续进行发动机压气机试验件转子减振技术研究提供了理论分析基础,指明了改进方向。明确了将前后支承均选为鼠笼式弹性结构加挤压油膜的支承和减振方案,设计并加工了相应的弹支和挤压油膜阻尼器,首先通过对安装弹性支承的压气机试验件转子联合进行了模态测量,并与理论计算模态进行了对比,两者在数值上基本接近,说明利用有限元方法可以得到与模态试验相一致的结果;更进一步,通过对组合压气机模拟转子进行试验验证,该支承系统能够成功应用于模拟转子的减振方面,最终应用到某发动机压气机试验件转子的研制中,使该试验件顺利的通过了第一阶弯曲临界转速,而且在慢车及设计高转速状态下均运转平稳。通过这些研究,摸清了这类高速转子的动力特性,验证了所设计的弹性支承和挤压油膜阻尼器的减振效果,验证了动力学设计软件的准确性,为其它类似压气机试验件的顺利研制提供了理论依据和可供借鉴的经验。
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