航空發(fā)動(dòng)機(jī)作為一種高轉(zhuǎn)速、強(qiáng)耦合的熱力機(jī)械,其核心技術(shù)一直是各國(guó)競(jìng)相追求的目標(biāo)。航空發(fā)動(dòng)機(jī)常采用雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),國(guó)內(nèi)外研究者對(duì)該結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析方興未艾。本文改進(jìn)了整體傳遞矩陣法,針對(duì)某型渦扇航空發(fā)動(dòng)機(jī)雙轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行計(jì)算分析并仿真驗(yàn)證,主要研究雙轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速、軸承剛度對(duì)臨界轉(zhuǎn)速影響程度、雙轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)各階振型及雙轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)不平衡響應(yīng)。改進(jìn)了整體傳遞矩陣法,并推導(dǎo)出耦合大單元的傳遞矩陣。通過(guò)改進(jìn)使整體傳遞矩陣法在運(yùn)算過(guò)程中包含了輪盤厚度,提高了動(dòng)力學(xué)特性分析精度。研究了單盤雙轉(zhuǎn)子算例在計(jì)入、不計(jì)入輪盤厚度兩種情況下的臨界轉(zhuǎn)速、各階振型及不平衡響應(yīng),結(jié)果表明計(jì)入輪盤厚度的整體傳遞矩陣法計(jì)算結(jié)果更接近于仿真結(jié)果,并且誤差減小程度比較明顯。建立AЛ-31Ф發(fā)動(dòng)機(jī)雙轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)簡(jiǎn)化模型。結(jié)合AЛ-31Ф發(fā)動(dòng)機(jī)整體結(jié)構(gòu)圖,分別建立高、低壓轉(zhuǎn)子的計(jì)算簡(jiǎn)化模型和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化模型,并識(shí)別模型中各結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)。根據(jù)兩轉(zhuǎn)子間軸承耦合關(guān)系,建立該型發(fā)動(dòng)機(jī)雙轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)簡(jiǎn)化模型。分析AЛ-31Ф發(fā)動(dòng)機(jī)雙轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速及各階振型。計(jì)算雙轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速及各階振型,研究各... 

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

AЛ-31Ф發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)總圖

圖中兩轉(zhuǎn)子在工作過(guò)程中有著很強(qiáng)的耦合作用。轉(zhuǎn)子中介軸承支位置、支承剛度的不同，密切影響著其動(dòng)力學(xué)特性的計(jì)算分析結(jié)果。此在對(duì)該類航空發(fā)動(dòng)機(jī)建模時(shí)，應(yīng)使其計(jì)算簡(jiǎn)化模型盡量好的反應(yīng)出動(dòng)機(jī)的動(dòng)力學(xué)特性、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化模型可能地貼近發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)體結(jié)構(gòu)，同還要應(yīng)用等效方法，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化模型盡量簡(jiǎn)化，以便于編程計(jì)算。另外在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析過(guò)程中，一般將該類系統(tǒng)視為線性系統(tǒng)，整系統(tǒng)的振動(dòng)可由各個(gè)不平衡力獨(dú)自激起的振動(dòng)量疊加而成[8-9]。

子結(jié)構(gòu)傳遞矩陣法將同軸多轉(zhuǎn)子中的每一個(gè)轉(zhuǎn)子劃分為若干個(gè)子，用待求外力代替各個(gè)子結(jié)構(gòu)接觸面上的系統(tǒng)內(nèi)力，再利用在子結(jié)接觸面處位移相等的條件建立方程作為補(bǔ)充條件，然后再進(jìn)行求解用的算法有阻抗耦合法、分振型綜合法和直接積分法等[33]。沈存五、葛慶等人用子結(jié)構(gòu)傳遞矩陣法計(jì)算分析了一種復(fù)雜的具心拉桿結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)，并將計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，證明結(jié)構(gòu)傳遞矩陣法可以解決這種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子-支承系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)算問(wèn)題[34-35]。項(xiàng)松、王克明等人利用子結(jié)構(gòu)傳遞矩陣法對(duì)某轉(zhuǎn)子系力特性進(jìn)行了計(jì)算分析，分析過(guò)程中改變不同位置的支承剛度，得承支承剛度對(duì)該轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速的影響程度[36]。楊海根、芮筱亭等人了分布式并行計(jì)算的原理和方法，將分布式并行計(jì)算環(huán)境引入到多統(tǒng)傳遞矩陣法計(jì)算中，針對(duì)變截面梁的多體系統(tǒng)傳遞矩陣法動(dòng)力學(xué)算例，設(shè)計(jì)了并行算法，分析了單機(jī)多核和分布式網(wǎng)絡(luò)環(huán)境對(duì)計(jì)算的影響，大幅度地提高了計(jì)算效率[37]。

【參考文獻(xiàn)】：
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