本文關(guān)鍵詞：航空發(fā)動(dòng)機(jī)軸系軸承試驗(yàn)器設(shè)計(jì)與系統(tǒng)耦合力學(xué)特性研究

  更多相關(guān)文章： 高速滾動(dòng)軸承 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué) 支撐剛度 航空軸承試驗(yàn)器

【摘要】：軸承在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子中起到重要的支撐作用，滾動(dòng)軸承的可靠性是保證整個(gè)轉(zhuǎn)子可靠性的關(guān)鍵。滾動(dòng)軸承在航發(fā)轉(zhuǎn)子中使用時(shí)受到重載、高溫、高速等極限工況的考驗(yàn)。通過(guò)設(shè)計(jì)、制造高性能的軸承試驗(yàn)器對(duì)航發(fā)主軸軸承進(jìn)行性能試驗(yàn)，是評(píng)價(jià)軸承性能的重要手段和改進(jìn)軸承設(shè)計(jì)的有效方法，業(yè)已被認(rèn)為是推動(dòng)軸承技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)性研究途徑。 論文中設(shè)計(jì)了一種多轉(zhuǎn)子軸間軸承試驗(yàn)裝置，用于模擬航發(fā)主軸軸承的潤(rùn)滑特性和航發(fā)轉(zhuǎn)子的動(dòng)力學(xué)特性，試驗(yàn)器轉(zhuǎn)子與航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子具有相同的工況條件、支撐型式和結(jié)構(gòu)型式，可為航發(fā)高速轉(zhuǎn)子和航發(fā)主軸軸承提供高精度模擬實(shí)際工況的試驗(yàn)平臺(tái)。試驗(yàn)裝置基于模塊化思想設(shè)計(jì)，可以測(cè)試滾子軸承、深溝球軸承、角接觸軸承等，可模擬的最高轉(zhuǎn)速為24000r/min，最高溫度可達(dá)200℃，而且雙轉(zhuǎn)子之間可以實(shí)現(xiàn)差速旋轉(zhuǎn)。 論文確立了軸間軸承試驗(yàn)裝置系統(tǒng)的總體布局方案，完成了軸間軸承試驗(yàn)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并采用solidworks建立了試驗(yàn)裝置的三維建模。在簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系假設(shè)和Hertz點(diǎn)接觸理論的基礎(chǔ)上，建立了角接觸球軸承的力學(xué)模型，求解了角接觸球軸承的等效徑向剛度以及軸向剛度。通過(guò)集總質(zhì)量簡(jiǎn)化和軸承簡(jiǎn)化為徑向彈簧單元的方法，在ANSYS中建立了試驗(yàn)器轉(zhuǎn)子的有限元模型，首先對(duì)單箱轉(zhuǎn)子進(jìn)行了轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析和離心不平衡激勵(lì)下的諧響應(yīng)分析，，獲得了單箱轉(zhuǎn)子的合理工作轉(zhuǎn)速區(qū)域。然后又研究了彈性膜片聯(lián)軸器的動(dòng)力學(xué)建模方法，并探究了轉(zhuǎn)子-聯(lián)軸器的耦合機(jī)理和解耦的方法，并將此結(jié)論運(yùn)用到聯(lián)軸器耦合的多轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析中，得到了彈性聯(lián)軸器聯(lián)接的多轉(zhuǎn)子的精確動(dòng)力學(xué)參數(shù)。通過(guò)分析軸系中軸承-箱體之間的各種耦合關(guān)系獲得了軸承-箱體耦合下的有限元模型，提出了影響軸系內(nèi)部載荷分配的因素即：箱體剛度、轉(zhuǎn)軸剛度、載荷作用點(diǎn)位置。通過(guò)虛功原理的方法，建立了軸承實(shí)際載荷的求解模型。得到了大載荷或者箱體剛度不足情況下的軸承實(shí)際載荷與以上因素之間的關(guān)系。為高速、重載工況下軸承的合理潤(rùn)滑打下了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：高速滾動(dòng)軸承 轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué) 支撐剛度 航空軸承試驗(yàn)器
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：V216.8;TH133
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題來(lái)源及研究的目的和意義8-9
• 1.1.1 課題來(lái)源8
• 1.1.2 課題研究目的和意義8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析9-14
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)外軸承試驗(yàn)技術(shù)現(xiàn)狀9-12
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)外軸承動(dòng)力學(xué)性能分析現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 國(guó)內(nèi)外轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)性能分析現(xiàn)狀13-14
• 1.3 課題主要研究?jī)?nèi)容14-16
• 第2章 六軸七支點(diǎn)軸系軸承試驗(yàn)器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)16-25
• 2.1 引言16
• 2.2 試驗(yàn)裝置技術(shù)指標(biāo)與單元組成16-17
• 2.3 機(jī)械主體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17-23
• 2.3.1 軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17-20
• 2.3.2 潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20-21
• 2.3.3 附件選型與設(shè)計(jì)21-22
• 2.3.4 試驗(yàn)器結(jié)構(gòu)22-23
• 2.4 本章小結(jié)23-25
• 第3章 轉(zhuǎn)子-軸承動(dòng)力學(xué)耦合特性研究25-45
• 3.1 前言25
• 3.2 滾動(dòng)軸承力學(xué)分析25-30
• 3.2.1 滾動(dòng)軸承內(nèi)部的接觸狀態(tài)25-26
• 3.2.2 角接觸球軸承的力學(xué)性能分析26-29
• 3.2.3 角接觸球軸承計(jì)算結(jié)果29-30
• 3.3 有限元法求解轉(zhuǎn)子的動(dòng)力學(xué)特性30-32
• 3.4 轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)分析32-38
• 3.4.1 轉(zhuǎn)子-軸承動(dòng)力學(xué)模型的建立32-33
• 3.4.2 各箱獨(dú)立轉(zhuǎn)子的動(dòng)力學(xué)特性33-36
• 3.4.3 各箱獨(dú)立轉(zhuǎn)子的諧響應(yīng)分析36-38
• 3.5 聯(lián)軸器耦合效應(yīng)38-44
• 3.5.1 聯(lián)軸器剛化模型下的整體轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析38-39
• 3.5.2 聯(lián)軸器動(dòng)力學(xué)模型39-42
• 3.5.3 轉(zhuǎn)子-聯(lián)軸器耦合動(dòng)力學(xué)分析42-44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 第4章 軸承-箱體耦合力學(xué)特性研究45-61
• 4.1 引言45
• 4.2 載荷分配模型研究45-51
• 4.2.1 剛體模型下軸系內(nèi)部載荷分配46
• 4.2.2 軸承-箱體耦合下軸系內(nèi)部載荷分配的有限元模型46-49
• 4.2.3 軸承-箱體耦合模型下的軸承載荷49-51
• 4.3 各零件剛度系數(shù)對(duì)軸系載荷分配的影響51-60
• 4.3.1 轉(zhuǎn)軸剛度系數(shù)對(duì)軸系載荷分配的影響51-55
• 4.3.2 箱體剛度系數(shù)對(duì)軸系載荷分配的影響55-58
• 4.3.3 載荷作用點(diǎn)對(duì)軸系載荷分配58-60
• 4.4 本章小結(jié)60-61
• 結(jié)論61-62
• 參考文獻(xiàn)62-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果65-67
• 致謝67

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3 陳U

本文編號(hào)：875855