發(fā)布時間：2017-12-06 22:17

  本文關(guān)鍵詞：鼠籠結(jié)構(gòu)件扭振動力學特性研究

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【摘要】：渦輪機轉(zhuǎn)子制造和安裝過程中誤差及其結(jié)構(gòu)形式會直接影響到轉(zhuǎn)子的扭振動力學特性,這會影響發(fā)動機整體動力學性能和使用壽命。為了保證發(fā)動機能夠滿足工作要求,要求轉(zhuǎn)子在大爆發(fā)壓力、各種慣性力、附件的不規(guī)則阻力矩以及外界反作用力的影響下,軸系在運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的振動必須在規(guī)定的范圍之內(nèi),進而確保航空發(fā)動機的強度指標和結(jié)構(gòu)參數(shù)�，F(xiàn)代航空發(fā)動機又朝著高速化,輕型化,大功率方向發(fā)展,這使得渦輪發(fā)動機及推進軸系的振動問題更加嚴重。在目前的航空發(fā)動機領(lǐng)域中,出現(xiàn)了一類新的航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子,它類似于燃氣輪機連桿式轉(zhuǎn)子,這就是鼠籠結(jié)構(gòu)件。本課題選擇這種鼠籠結(jié)構(gòu)件作為研究對象,理論上分析了其扭振動力學特性,建立了其扭振動力學特性的基本方程,得到了方程的近似解。然后用MATLAB進行數(shù)值模擬,對其扭振動力學特性進行驗證和分析。本文針對鼠籠結(jié)構(gòu)件的工作狀態(tài),包括兩端完全對中狀態(tài)、平行不對中狀態(tài)和轉(zhuǎn)角不對中狀態(tài)進行了分析。首先簡單討論了航空發(fā)動機扭轉(zhuǎn)振動問題的發(fā)展現(xiàn)狀和扭振的測量方法,介紹了一種新型的帶有鼠籠結(jié)構(gòu)件的航空發(fā)動機轉(zhuǎn)軸。文章針對這種帶連桿的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),在不同的安裝誤差和制造誤差條件下進行了受力分析并建立了振動模型,并將該問題歸類為Duffing系統(tǒng)的無阻尼受迫振動問題。隨后給出了該系統(tǒng)振動的近似解,分析了該近似解的特征。鼠籠結(jié)構(gòu)件在兩端轉(zhuǎn)盤完全對中的情況下,前端和后端在工作狀態(tài)下相對靜止,這就簡化了方程的推導過程,最后推得該狀態(tài)下動力學基本方程的近似方程為Duffing方程。然后我們建立了該系統(tǒng)的強迫振動方程,給出了方程的近似解。而在系統(tǒng)不對中的狀態(tài)下,發(fā)現(xiàn)鼠籠結(jié)構(gòu)件兩端平行不對中的時候?qū)Ψ匠滩划a(chǎn)生影響,而轉(zhuǎn)角不對中的狀態(tài)下,轉(zhuǎn)角不對中量會影響方程的一次項和三次項系數(shù)。在兩種不對中都存在的狀態(tài)下,平行不對中量同樣不產(chǎn)生影響。在第四章我們研究鼠籠結(jié)構(gòu)件在外伸支承狀態(tài)下的擺振和扭振特性,并對擺振和扭振進行了簡單的動力學分析。此外,文章還對兩種不對中都存在狀態(tài)下用MAT LAB軟件進行數(shù)值模擬得到亞諧共振與超諧共振振幅和其與外激勵頻率比對應關(guān)系的圖像,對照近似解的圖像進行驗證,并對差異進行分析。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：V231.92

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本文編號：1260152