随着我国航空航天技术的发展,对航空发动机的各个零部件的设计、生产过程进行系统地分析,实现航空发动机整体性能的提高是当前我国航空工业进一步发展的必然要求。低压涡轮轴作为航空发动机重要的零部件之一,是传递发动机动力的核心部件之一,其性能的好坏将直接影响到发动机的整体性能,一旦发生故障也将直接影响发动机的安全可靠运行。本文选择低压涡轮轴作为研究对象,重点关注其装配性能,一方面以故障诊断的思想对多螺栓装配时单个螺栓的预紧力变化问题进行研究,通过采用不同的信号处理方法、特征提取方法对辨识模型进行训练,实现预紧力辨识;同时对低压涡轮轴盘栓接结合部刚度问题进行研究,通过采集轴盘的振动信号,结合相关理论计算获得结合部刚度,并结合相关仿真对计算所得的刚度进行优化与验证,最终获取准确的结合部刚度。本文的具体内容主要包括以下三个部分:(1)单螺栓、多螺栓连接结构预紧力辨识方法研究:本文第一部分从螺栓预紧力变化时对振动信号的影响出发,基于故障诊断的思想,以不同预紧力连接状态为不同的故障对振动信号进行分析,对采集的不同预紧力连接状态下的单螺栓、多螺栓连接结构振动信号,采用VMD方法进行处理,并用奇异值分解、独立分量分析、损伤系数等方法进行特征提取,最后通过支持向量机进行分析训练并最终提出了三种螺栓预紧力辨识方法。经实验验证,本文所提出的三种方法能够取得很好的辨识效果。(2)单螺栓连接结构结合部刚度辨识研究:栓接结构由于其本身的结构特点,难以直接获得结合部刚度、阻尼等参数,如何能够简单、有效地获取准确的结合部刚度也一直是相关研究的难点。本文结合相关研究,提出采用子结构综合法直接通过实验采集的振动信号计算结合部刚度,并结合仿真分析,建立弹簧-阻尼单元模型、虚拟材料模型等进行参数化建模进行优化与验证,最终获得准确的结合部刚度。通过单螺栓实验验证,本文所提出的方法能够有效地辨识出结合部刚度。(3)低压涡轮轴盘连接状态辨识:本文的最终研究对象是航空发动机低压涡轮轴,因此最后一部分以低压涡轮轴为对象,采用上述预紧力辨识方法、结合部刚度辨识方法对低压涡轮轴连接状态进行辨识。对于多螺栓连接的低压涡轮轴盘,以单个螺栓预紧力变化为研究对象,进行预紧力辨识研究,实验结果表明,采用本文所提出的三种预紧力辨识方法,能够准确的辨识出低压涡轮轴盘单个螺栓预紧力的变化;同时本文以低压涡轮轴盘为对象进行结合部刚度辨识研究,将本文提出的方法用于低压涡轮轴盘结合部刚度识别,最终获得了较为准确的结合部刚度。