本文關(guān)鍵詞：新式支承布局反向旋轉(zhuǎn)雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力特性研究

  更多相關(guān)文章： 四支承雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng) 動(dòng)力特性 支承方式 可行性 應(yīng)變能分布 不平衡響應(yīng)

【摘要】：本文以四支承雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力特性為主要研究對(duì)象。探討四支承雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在未來發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)中應(yīng)遵循的動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,對(duì)四支承布局的可行性進(jìn)行了初步得探究。論文研究?jī)?nèi)容對(duì)四支承方案的雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)具有理論指導(dǎo)意義和工程參考價(jià)值。本文主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:1)論文以先進(jìn)的F135發(fā)動(dòng)機(jī)的支承方案為參考,在有限元分析軟件ANSYS中,建立了四支承雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的有限元分析模型,研究了四支承雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力特性,并和四個(gè)五支承雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性進(jìn)行了對(duì)比;研究結(jié)果表明:四支承雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的高低壓軸分布的應(yīng)變能大于五支承,應(yīng)變能分布相對(duì)不合理;因此,四支承方案需要進(jìn)行必要優(yōu)化設(shè)計(jì);五支承方案中,低壓轉(zhuǎn)子采用1-1-1支承方案,動(dòng)力特性最優(yōu);從應(yīng)變能分布的角度看,四支承方案有一定的可行性;2)針對(duì)四支承雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),研究分析了支承剛度、轉(zhuǎn)速比等因素對(duì)臨界轉(zhuǎn)速的影響,研究表明:支承剛度增大,臨界轉(zhuǎn)速逐漸增大;支承剛度在某個(gè)區(qū)間內(nèi)對(duì)臨界轉(zhuǎn)速影響明顯;支承剛度較大時(shí),低剛度下的雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的某些振型會(huì)消失;3)基于動(dòng)力相似準(zhǔn)則設(shè)計(jì)并加工了和真實(shí)的雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性相似的雙轉(zhuǎn)子試驗(yàn)器,建立相應(yīng)雙轉(zhuǎn)子試驗(yàn)器有限元計(jì)算分析模型,對(duì)雙轉(zhuǎn)子試驗(yàn)器多種支承方案下結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性進(jìn)行了計(jì)算、對(duì)比和分析,結(jié)果表明:低壓轉(zhuǎn)子支承方案采用0-1-1方案和采用1-1-1方案時(shí)動(dòng)力特性相似,結(jié)構(gòu)剛性均好于1-0-1支承方案;因此,以試驗(yàn)器為參照,低壓轉(zhuǎn)子采用0-1-1支承方案為最佳方案,雙轉(zhuǎn)子四支承方案有一定的可行性;4)從轉(zhuǎn)子運(yùn)行安全角度,分別從轉(zhuǎn)子系統(tǒng)應(yīng)變能分布、最大峰值響應(yīng)和臨界轉(zhuǎn)速裕度幾方面,對(duì)四支承雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性進(jìn)行了多目標(biāo)優(yōu)化和單目標(biāo)優(yōu)化,結(jié)果表明:真實(shí)四支承雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)優(yōu)化后目標(biāo)函數(shù)從0.401降到了0.379,降低了5.5%;試驗(yàn)器雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)優(yōu)化后目標(biāo)函數(shù)從0.47降低到0.44,降低了6.4%。優(yōu)化結(jié)果對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的雙轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)意義;5)分別對(duì)真實(shí)雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)和試驗(yàn)器雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的不平衡響應(yīng)進(jìn)行了計(jì)算;結(jié)果表明剛性較弱的低壓轉(zhuǎn)子對(duì)不平衡量的敏感性較大,其中對(duì)風(fēng)扇盤的不平衡量的敏感性最大,表明四支承方案由于風(fēng)扇盤對(duì)不平衡量的敏感性,易導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)性能衰退。本文通過反向旋轉(zhuǎn)四支承雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力特性的研究,對(duì)四支承雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)方案的優(yōu)化以及各種因素敏感性分析,研究結(jié)果對(duì)四支承方案的雙轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)具有工程參考意義。
【關(guān)鍵詞】：四支承雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng) 動(dòng)力特性 支承方式 可行性 應(yīng)變能分布 不平衡響應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：V231.96
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 注釋表13-14
• 第一章 緒論14-20
• 1.1 選題背景14-15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究狀況15-17
• 1.3 研究目的17-18
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容18-20
• 第二章 反向旋轉(zhuǎn)雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力特性分析20-42
• 2.1 引言20
• 2.2 不同支承方式的雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性的比較20-28
• 2.3 支承剛度對(duì)臨界轉(zhuǎn)速的影響28-29
• 2.4 四支承雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)梁模型的建立29-32
• 2.5 轉(zhuǎn)速比對(duì)臨界轉(zhuǎn)速的影響32-33
• 2.6 雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的不平衡響應(yīng)的研究33-40
• 2.6.1 盤不平衡量敏感性探究34-35
• 2.6.2 盤的不平衡量的大小的研究35-38
• 2.6.3 盤的不平衡量的相位研究38-40
• 2.7 本章小結(jié)40-42
• 第三章 雙轉(zhuǎn)子試驗(yàn)器的動(dòng)力特性研究42-57
• 3.1 引言42
• 3.2 雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)器相似模型設(shè)計(jì)42-44
• 3.3 雙轉(zhuǎn)試驗(yàn)器的動(dòng)力特性探究及動(dòng)力相似性驗(yàn)證44-48
• 3.4 鼠籠式支承的動(dòng)剛度特性研究48-51
• 3.5 試驗(yàn)器梁模型的建立51-54
• 3.6 雙轉(zhuǎn)子試驗(yàn)器系統(tǒng)不平衡響應(yīng)分析54-55
• 3.7 本章小結(jié)55-57
• 第四章 動(dòng)力特性分析的不同方法的相互驗(yàn)證57-63
• 4.1 引言57
• 4.2 傳遞矩陣法57-62
• 4.2.1 方法推導(dǎo)57-60
• 4.2.2 結(jié)果對(duì)比與分析60-62
• 4.3 本章小結(jié)62-63
• 第五章 四支承雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性優(yōu)化63-75
• 5.1 引言63-64
• 5.2 試驗(yàn)器轉(zhuǎn)子應(yīng)變能分布的優(yōu)化64-68
• 5.2.1 敏感性分析64-65
• 5.2.2 四支承雙轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)器的應(yīng)變能分布優(yōu)化65-68
• 5.3 真實(shí)四支承雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力特性優(yōu)化68-73
• 5.3.1 敏感性分析68-69
• 5.3.2 四支承雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的應(yīng)變能分布優(yōu)化69-73
• 5.4 本章小結(jié)73-75
• 第六章 總結(jié)與展望75-77
• 6.1 總結(jié)75-76
• 6.2 展望76-77
• 參考文獻(xiàn)77-80
• 致謝80-82
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文82

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本文編號(hào)：784417