本文關(guān)鍵詞：鼠籠結(jié)構(gòu)件扭振動力學(xué)特性研究

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【摘要】：渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子制造和安裝過程中誤差及其結(jié)構(gòu)形式會直接影響到轉(zhuǎn)子的扭振動力學(xué)特性,這會影響發(fā)動機(jī)整體動力學(xué)性能和使用壽命。為了保證發(fā)動機(jī)能夠滿足工作要求,要求轉(zhuǎn)子在大爆發(fā)壓力、各種慣性力、附件的不規(guī)則阻力矩以及外界反作用力的影響下,軸系在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的振動必須在規(guī)定的范圍之內(nèi),進(jìn)而確保航空發(fā)動機(jī)的強(qiáng)度指標(biāo)和結(jié)構(gòu)參數(shù)�，F(xiàn)代航空發(fā)動機(jī)又朝著高速化,輕型化,大功率方向發(fā)展,這使得渦輪發(fā)動機(jī)及推進(jìn)軸系的振動問題更加嚴(yán)重。在目前的航空發(fā)動機(jī)領(lǐng)域中,出現(xiàn)了一類新的航空發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子,它類似于燃?xì)廨啓C(jī)連桿式轉(zhuǎn)子,這就是鼠籠結(jié)構(gòu)件。本課題選擇這種鼠籠結(jié)構(gòu)件作為研究對象,理論上分析了其扭振動力學(xué)特性,建立了其扭振動力學(xué)特性的基本方程,得到了方程的近似解。然后用MATLAB進(jìn)行數(shù)值模擬,對其扭振動力學(xué)特性進(jìn)行驗(yàn)證和分析。本文針對鼠籠結(jié)構(gòu)件的工作狀態(tài),包括兩端完全對中狀態(tài)、平行不對中狀態(tài)和轉(zhuǎn)角不對中狀態(tài)進(jìn)行了分析。首先簡單討論了航空發(fā)動機(jī)扭轉(zhuǎn)振動問題的發(fā)展現(xiàn)狀和扭振的測量方法,介紹了一種新型的帶有鼠籠結(jié)構(gòu)件的航空發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)軸。文章針對這種帶連桿的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),在不同的安裝誤差和制造誤差條件下進(jìn)行了受力分析并建立了振動模型,并將該問題歸類為Duffing系統(tǒng)的無阻尼受迫振動問題。隨后給出了該系統(tǒng)振動的近似解,分析了該近似解的特征。鼠籠結(jié)構(gòu)件在兩端轉(zhuǎn)盤完全對中的情況下,前端和后端在工作狀態(tài)下相對靜止,這就簡化了方程的推導(dǎo)過程,最后推得該狀態(tài)下動力學(xué)基本方程的近似方程為Duffing方程。然后我們建立了該系統(tǒng)的強(qiáng)迫振動方程,給出了方程的近似解。而在系統(tǒng)不對中的狀態(tài)下,發(fā)現(xiàn)鼠籠結(jié)構(gòu)件兩端平行不對中的時(shí)候?qū)Ψ匠滩划a(chǎn)生影響,而轉(zhuǎn)角不對中的狀態(tài)下,轉(zhuǎn)角不對中量會影響方程的一次項(xiàng)和三次項(xiàng)系數(shù)。在兩種不對中都存在的狀態(tài)下,平行不對中量同樣不產(chǎn)生影響。在第四章我們研究鼠籠結(jié)構(gòu)件在外伸支承狀態(tài)下的擺振和扭振特性,并對擺振和扭振進(jìn)行了簡單的動力學(xué)分析。此外,文章還對兩種不對中都存在狀態(tài)下用MAT LAB軟件進(jìn)行數(shù)值模擬得到亞諧共振與超諧共振振幅和其與外激勵(lì)頻率比對應(yīng)關(guān)系的圖像,對照近似解的圖像進(jìn)行驗(yàn)證,并對差異進(jìn)行分析。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V231.92

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1260152