【摘要】：航空發(fā)動(dòng)機(jī)軸承作為轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的支承部件,其運(yùn)行狀況的好壞將直接決定發(fā)動(dòng)機(jī)的翻修間隔周期。一旦發(fā)生軸承失效,可能造成發(fā)動(dòng)機(jī)空中停車事故。因此,建立對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承的實(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測(cè)具有重要意義。本文以某型航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承為研究對(duì)象,利用有限元軟件完成了對(duì)軸承故障信號(hào)可傳遞性機(jī)理研究、航空發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)測(cè)點(diǎn)優(yōu)化布局研究及軸承故障信號(hào)傳遞路徑分析。具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)開展基于顯式動(dòng)力學(xué)的軸承故障信號(hào)可傳遞性機(jī)理研究。通過對(duì)建立的滾動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)有限元模型進(jìn)行顯式動(dòng)力學(xué)仿真,提取實(shí)驗(yàn)臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中故障軸承及實(shí)驗(yàn)臺(tái)的振動(dòng)響應(yīng),從應(yīng)力和振動(dòng)加速度兩個(gè)方面研究滾動(dòng)軸承故障信號(hào)在實(shí)驗(yàn)臺(tái)中的傳遞機(jī)理;(2)開展航空發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)測(cè)點(diǎn)優(yōu)化布局研究。對(duì)故障軸承進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真,確定發(fā)動(dòng)機(jī)軸承因滾道損傷而產(chǎn)生的沖擊力時(shí)域特征。將該時(shí)域特征簡(jiǎn)化后,施加到航空發(fā)動(dòng)機(jī)模型上,進(jìn)行沖擊響應(yīng)分析,提取外機(jī)匣具備放置振動(dòng)傳感器條件測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)響應(yīng)數(shù)據(jù),通過對(duì)比這些測(cè)點(diǎn)響應(yīng)情況,選擇出對(duì)軸承故障較為敏感的振動(dòng)測(cè)點(diǎn),進(jìn)而對(duì)安裝在航空發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣部位的振動(dòng)傳感器的布局進(jìn)行優(yōu)化,從而達(dá)到對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)軸承的振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)的目的;(3)開展航空發(fā)動(dòng)機(jī)軸承故障信號(hào)傳遞路徑分析。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)有限元模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)固有特性分析,確定系統(tǒng)易激發(fā)的固有頻率。以易激發(fā)固有頻率為中心、兩側(cè)涵蓋軸承特征頻率為求解范圍,進(jìn)行有限元傳遞路徑分析。通過求解軸承故障點(diǎn)到外機(jī)匣測(cè)點(diǎn)的多條路徑的振動(dòng)能量傳遞系數(shù),確定軸承故障信號(hào)主要振動(dòng)傳遞路徑。掌握軸承故障信號(hào)傳遞的主傳遞路徑,得到主要路徑的固有頻率,可指導(dǎo)、建議軸承故障診斷的解調(diào)帶寬的選擇。
【圖文】：

最后依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)承力框架選擇軸承故障點(diǎn)到外機(jī)匣測(cè)點(diǎn)的多條振動(dòng)傳遞逡逑路徑，對(duì)之進(jìn)行有限元傳遞路徑分析，從而確定軸承故障信號(hào)主要振動(dòng)傳遞路徑。逡逑本文組織架構(gòu)如圖１－２所示。逡逑６逡逑

邐＾導(dǎo)到《３承故逡逑ｔ—１＾逡逑圖２－４滾動(dòng)軸承動(dòng)力學(xué)分析流程逡逑Ｆｉｇ．邋２－４邋Ｄｙｎａｍｉｃ邋ａｎａｌｙｓｉｓ邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｏｆ邋ｒｏｌｌｉｎｇ邋ｂｅａｒｉｎｇ逡逑２．３．２幾何及有限元網(wǎng)格模型建立逡逑選用ＡＮＳＹＳ／ＬＳ－ＤＹＮＡ軟件作為顯式動(dòng)力學(xué)分析的前處理，利用該軟件靈活、逡逑高效的建模功能和劃分網(wǎng)格功能，建立外圈故障軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)體模型。其中，需對(duì)逡逑模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，即忽略模型倒角、不計(jì)軸承各部件的彈性變形并不考慮油膜和徑向逡逑游隙對(duì)模型的影響［５７１。由此，建立得到的幾何實(shí)體模型，如圖２－５所示。逡逑并建立軸承外圈故障，在軸承外圈滾道上預(yù)置如圖２－６所示的缺陷，其大小為逡逑０？邋１邋ｍｍｘ0．５ｍｍｘ邋１２ｍｍ邋0逡逑Ｉ＃逡逑圖２－５滾動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)實(shí)體模型邐圖２－６滾動(dòng)軸承缺陷處逡逑Ｆｉｇ．邋２－５邋Ｓｏｌｉｄ邋ｍｏｄｅｌ邋ｏｆ邋ｒｏｌｌｉｎｇ邋ｂｅａｒｉｎｇ邋ｔｅｓｔ邋ｒｉｇ邐Ｆｉｇ．邋２－６邋Ｄｅｆｅｃｔ邋ａｔ邋ｔｈｅ邋ｒｏｌｌｉｎｇ邋ｂｅａｒｉｎｇ逡逑對(duì)滾動(dòng)軸承實(shí)驗(yàn)臺(tái)各部件的材料進(jìn)行設(shè)置，其具體各部件單元類型、材料參數(shù)逡逑如表２－２所示。逡逑１６逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：V263.6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2638426