拉桿轉(zhuǎn)子因其低重量、高強(qiáng)度、易于拆裝等優(yōu)勢(shì),廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)及重型燃?xì)廨啓C(jī)中。不同于連續(xù)轉(zhuǎn)子,拉桿轉(zhuǎn)子在結(jié)構(gòu)上不是一個(gè)連續(xù)的整體。尤其在預(yù)緊力松弛的情況下,采用針對(duì)連續(xù)轉(zhuǎn)子的建模方法分析拉桿轉(zhuǎn)子得到的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較大差異。因此,需要建立拉桿轉(zhuǎn)子接觸界面的力學(xué)模型,并在分析其轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性中考慮接觸界面連接剛度,以得到適合拉桿轉(zhuǎn)子的建模方法。為研究燃?xì)廨啓C(jī)周向分布式拉桿轉(zhuǎn)子輪盤間存在的連接剛度對(duì)軸系轉(zhuǎn)子振動(dòng)特性產(chǎn)生的影響,本文首先建立了連接剛度計(jì)算方法,在對(duì)比分析了預(yù)緊力單元法、滲透法等三種預(yù)緊力加載方法后,選用預(yù)緊力單元法精確施加拉桿預(yù)緊力,進(jìn)而建立有限元模型,提出一種基于子模型的連接剛度計(jì)算方法,最后借助該方法研究了壓氣機(jī)試驗(yàn)件拉桿轉(zhuǎn)子連接剛度隨彎矩、拉桿結(jié)構(gòu)特征等參數(shù)的變化規(guī)律。有限元計(jì)算結(jié)果表明:拉桿轉(zhuǎn)子盤-盤連接剛度在接觸面未發(fā)生分離時(shí)處于最大值,在彎矩施加不斷增大過程中,剛度迅速減小,到達(dá)某個(gè)臨界彎矩后,開始趨于收斂。除有限元方法外,本文還借助Hertz接觸模型和GW模型聯(lián)合推導(dǎo)了一種基于粗糙表面的彎曲剛度理論計(jì)算方法,該方法為認(rèn)識(shí)接觸面性質(zhì)提供了另外一種思路。在得到... 

【文章頁(yè)數(shù)】：101 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 拉桿轉(zhuǎn)子連接剛度計(jì)算問題的研究
        1.2.2 考慮連接剛度的轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)計(jì)算模型的研究
        1.2.3 拉桿轉(zhuǎn)子非線性動(dòng)態(tài)特性問題的研究
        1.2.4 考慮熱彈耦合的轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)模型
        1.2.5 燃?xì)廨啓C(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動(dòng)控制技術(shù)研究
    1.3 本文研究的目的、意義和主要內(nèi)容
        1.3.1 本文研究的目的、意義
        1.3.2 本文研究的主要內(nèi)容
第2章 盤-盤連接剛度的計(jì)算方法及其變化規(guī)律
    2.1 Hertz接觸理論與GW模型的理論分析
        2.1.1 Hertz接觸理論
        2.1.2 GW接觸理論
        2.1.3 盤-盤彎曲剛度的理論推導(dǎo)
    2.2 預(yù)緊力加載方法及其分析
        2.2.1 預(yù)緊力單元法
        2.2.2 滲透法
        2.2.3 兩種加載方法與理論值的對(duì)比
    2.3 有限元計(jì)算模型及其分析
        2.3.1 計(jì)算模型及計(jì)算方法
        2.3.2 盤-盤彎曲剛度有限元計(jì)算結(jié)果分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 軸向溫度分布對(duì)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性的影響
    3.1 連接剛度的施加與臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算
        3.1.1 盤-盤連接剛度施加方法
        3.1.2 彎曲剛度施加方法驗(yàn)證
    3.2 轉(zhuǎn)子軸向溫度分析有限元模型
        3.2.1 梁?jiǎn)卧谳S向溫度分布下的動(dòng)力學(xué)模型
        3.2.2 具有軸向溫度分布的簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)子動(dòng)態(tài)特性
    3.3 軸向溫度分布下考慮連接剛度的拉桿轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)計(jì)算
        3.3.1 材料屬性變化對(duì)臨界轉(zhuǎn)速的影響
        3.3.2 溫度場(chǎng)對(duì)盤-盤連接剛度的影響
        3.3.3 軸向溫度分布對(duì)臨界轉(zhuǎn)速的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 考慮連接剛度的轉(zhuǎn)子振動(dòng)響應(yīng)求解
    4.1 振動(dòng)響應(yīng)求解方法
        4.1.1 微分方程的改寫
        4.1.2 諧波平衡方程求解
        4.1.3 求解方法驗(yàn)證
    4.2 整機(jī)轉(zhuǎn)子考慮連接剛度的諧響應(yīng)分析
        4.2.1 轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速與響應(yīng)分析
        4.2.2 各向異性連接剛度下的響應(yīng)分析
        4.2.3 時(shí)變連接剛度下的響應(yīng)分析
    4.3 故障模式下考慮連接剛度的轉(zhuǎn)子特性計(jì)算
        4.3.1 相軌跡與相空間
        4.3.2 龐加萊映射與分岔理論
        4.3.3 常微分初值問題的求解方法
    4.4 本章小結(jié)
第5章 考慮連接剛度的拉桿轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)設(shè)計(jì)
    5.1 試驗(yàn)?zāi)康呐c試驗(yàn)臺(tái)簡(jiǎn)介
        5.1.1 試驗(yàn)?zāi)康?br>        5.1.2 試驗(yàn)臺(tái)簡(jiǎn)介
        5.1.3 試驗(yàn)件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介
    5.2 試驗(yàn)件與試驗(yàn)條件設(shè)計(jì)
        5.2.1 拉桿預(yù)緊力大小設(shè)置準(zhǔn)則
        5.2.2 接觸面狀態(tài)參數(shù)的確定
        5.2.3 應(yīng)力取值與預(yù)緊力計(jì)算
    5.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        5.3.1 動(dòng)態(tài)試驗(yàn)簡(jiǎn)介
        5.3.2 模態(tài)試驗(yàn)簡(jiǎn)介
        5.3.3 彎曲剛度測(cè)試試驗(yàn)簡(jiǎn)介
        5.3.4 試驗(yàn)中應(yīng)考慮的誤差
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 研究結(jié)論
    6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    6.3 研究展望
參考文獻(xiàn)
附錄 有限元中溫度場(chǎng)加載的APDL語言
致謝
作者簡(jiǎn)歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]考慮接觸效應(yīng)的拉桿轉(zhuǎn)子非線性動(dòng)力學(xué)特性分析[J]. 申鵬,劉瀟波,趙立,閆建勇,柳亦兵.  風(fēng)機(jī)技術(shù). 2019(02)
[2]燃?xì)廨啓C(jī)拉桿轉(zhuǎn)子非線性動(dòng)力學(xué)特性研究[J]. 達(dá)琦,袁奇,李浦.  西安交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(05)
[3]航空發(fā)動(dòng)機(jī)螺栓連接載荷與結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)連接剛度影響規(guī)律[J]. 姚星宇,王建軍.  推進(jìn)技術(shù). 2017(02)
[4]具有局部非線性剛度的復(fù)雜轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型及振動(dòng)特性分析[J]. 于平超,馬艷紅,張大義,洪杰.  推進(jìn)技術(shù). 2016(12)
[5]拉桿組合轉(zhuǎn)子的剛度修正及動(dòng)力學(xué)建模[J]. 盧明劍,孫巖樺,周健,趙世全,耿海鵬,王為民.  航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2016(09)
[6]磁流變阻尼器主動(dòng)控制四跨轉(zhuǎn)子軸系振動(dòng)研究[J]. 何立東,胡航領(lǐng),馮浩然.  華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(08)
[7]航空發(fā)動(dòng)機(jī)螺栓連接薄層單元建模方法[J]. 姚星宇,王建軍,翟學(xué).  北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào). 2015(12)
[8]關(guān)于重型燃?xì)廨啓C(jī)預(yù)測(cè)診斷與健康管理的研究綜述[J]. 蔣東翔,劉超,楊文廣,康維國(guó).  熱能動(dòng)力工程. 2015(02)
[9]支承剛度非線性轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的不平衡響應(yīng)[J]. 馬艷紅,何天元,張大義,洪杰.  航空動(dòng)力學(xué)報(bào). 2014(07)
[10]預(yù)緊飽和下盤式周向拉桿轉(zhuǎn)子-軸承系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性分析及實(shí)驗(yàn)研究[J]. 盧明劍,耿海鵬,徐國(guó)徽,虞烈.  振動(dòng)工程學(xué)報(bào). 2014(01)

博士論文
[1]彈塑性接觸和溫度分布對(duì)拉桿轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)特性的影響研究[D]. 何鵬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013
[2]高速重載齒輪傳動(dòng)熱彈變形及非線性耦合動(dòng)力學(xué)研究[D]. 李紹彬.重慶大學(xué) 2004

碩士論文
[1]負(fù)載波動(dòng)下組合轉(zhuǎn)子拉桿螺栓自松弛問題研究[D]. 楊鳴.中南大學(xué) 2014
[2]溫度場(chǎng)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性影響的研究[D]. 艾書民.沈陽航空航天大學(xué) 2012
[3]航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子熱力耦合分析[D]. 占敏劍.東北大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3702725