轉、靜件之間的碰摩是一個危害性很大的現象,也是一個過程十分復雜的現象。轉、靜件之間的摩擦使得接觸處產生熱量的累積,轉子由于受熱不均將產生熱撓曲,改變轉子不平衡量的分布,從而改變轉子的振動情況。近幾年來,碰摩產生的摩擦熱對轉子系統(tǒng)振動特性的影響問題開始得到越來越多的關注。針對轉子、機匣碰摩摩擦熱對轉子系統(tǒng)振動特性的影響分析,本文首先建立轉子-機匣碰摩有限元模型,計算碰摩產生溫度場及應力場變化。建立碰摩熱-結構耦合數值模型,計算不考慮和考慮摩擦熱情況下轉子系統(tǒng)發(fā)生全周碰摩時的振動特性,對比得到碰摩摩擦熱對轉子全周碰摩動力學特性的影響規(guī)律。具體研究內容歸納如下:(1)建立了轉子-機匣碰摩有限元模型,分別進行結構分析和熱-結構耦合分析,得到了轉子與機匣碰摩時的溫度分布和應力分布,發(fā)現了摩擦熱增大了轉子的碰摩應力,指出了轉子、機匣碰摩摩擦熱的累積效應。(2)建立了非線性轉子-機匣碰摩數值模型,采用MATLAB進行了數值積分求解,分別給出了轉子在無摩擦熱和有摩擦熱情況下發(fā)生同步全周碰摩的轉速范圍、碰摩處的局部溫度分布、熱撓曲以及轉子振動特性圖,揭示了摩擦熱對轉子同步全周碰摩動力學特性的影響規(guī)律,發(fā)現了摩擦熱降低了轉子進入和脫離同步全周碰摩的轉速,降低了轉子運動穩(wěn)定性,增大了轉子振幅及最大碰摩力。(3)分別給出了轉子在無摩擦熱和由摩擦熱情況下發(fā)生反向全周碰摩的轉速、碰摩產生熱撓曲以及轉子振動特性圖,揭示了摩擦熱對轉子反向全周碰摩動力學特性的影響規(guī)律,發(fā)現了摩擦熱降低了轉子轉子徑向位移及運動穩(wěn)定性,增大了轉子進入反向全周碰摩的轉速和轉子振幅。
【學位單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：V231.92
【部分圖文】：

圖 2.1 有限元模型網格圖計算公式，接觸表面中心處于壓應力最大的位置。機匣、葉片發(fā)生接觸時的匣、轉子兩者之間是線接觸，受到壓力 P 后出現了彈性變形，接觸，該矩形面積寬度為 2b。在接觸處建立坐標系，軸向和徑向為 X線處壓力最大，表示為 P0，為了計算接觸面其他部位的壓力值，按 2.2 所示。

圖 2.1 有限元模型網格圖心處于壓應力最大的位置。機匣、葉片之間是線接觸，受到壓力 P 后出現了彈寬度為 2b。在接觸處建立坐標系，軸向，表示為 P0，為了計算接觸面其他部位

⒍??竅咝宰?酉低橙?芘瞿Φ哪Σ寥扔跋旆治?0圖 2.1 有限元模型網格圖2.3.2 接觸應力計算公式一般情況下，接觸表面中心處于壓應力最大的位置。機匣、葉片發(fā)生接觸時的最大接觸應力推導過程：變形前，機匣、轉子兩者之間是線接觸，受到壓力 P 后出現了彈性變形，接觸處線接觸轉變成了一矩形面，該矩形面積寬度為 2b。在接觸處建立坐標系，軸向和徑向為 X 和 Z 軸變形最大的軸向接觸線處壓力最大，表示為 P0，為了計算接觸面其他部位的壓力值，按照半橢圓規(guī)律來計算，如圖 2.2 所示。圖 2.2 壓力分布圖表示接觸面上的壓力為[18]2201byP P (2.1)計算總壓力 P，可以得到0π2hP LP；L 為接觸段軸向長度。單位壓力值為
【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 馬輝;太興宇;李煥軍;聞邦椿;;旋轉葉片-機匣碰摩模型及試驗研究綜述[J];航空動力學報;2013年09期

2 張華彪;陳予恕;;非線性轉子的反向全周碰摩響應[J];振動與沖擊;2013年10期

3 朱向哲;袁惠群;李東;;摩擦熱效應對航空發(fā)動機高壓轉子系統(tǒng)碰摩響應的影響[J];推進技術;2010年03期

4 姜曉蓮;王斌;;淺析未來航空發(fā)動機技術的發(fā)展[J];航空科學技術;2010年02期

5 黃志偉;周建中;張勇傳;;水輪發(fā)電機組轉子不對中-碰摩耦合故障動力學分析[J];中國電機工程學報;2010年08期

6 周海侖;陳果;;航空發(fā)動機雙轉子-滾動軸承-機匣耦合系統(tǒng)動力學分析[J];航空動力學報;2009年06期

7 袁振偉;王三保;岳希明;褚福磊;;轉子徑向碰摩非線性流固耦合動力學特性全自由度的動態(tài)分析[J];機械工程學報;2008年06期

8 袁振偉;李志農;王三保;岳希明;褚福磊;;轉子軸向碰摩非線性流固耦合動力學特性全自由度分析[J];中國電機工程學報;2008年14期

9 羅躍綱;聞邦椿;;雙跨轉子—軸承系統(tǒng)裂紋—碰摩耦合故障的穩(wěn)定性[J];機械工程學報;2008年04期

10 李飛敏;陳果;;碰摩故障轉子-滾動軸承耦合系統(tǒng)非線性動力學研究[J];機械科學與技術;2008年01期

相關博士學位論文 前1條

1 張華彪;航空發(fā)動機轉子系統(tǒng)碰摩的非線性動力學研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2012年

本文編號：2859886