【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,轉(zhuǎn)子系統(tǒng)朝著轉(zhuǎn)速越來越快、負(fù)荷越來越大、溫度越來越高的方向發(fā)展,不確定性問題變得日益突出。對于航空發(fā)動機而言,由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零部件眾多,不確定因素對其性能的影響更是十分顯著。因此,通過容差設(shè)計的方法來處理不確定性問題具有重要意義。本文對轉(zhuǎn)子動力學(xué)容差設(shè)計方法進行研究,過程分為兩個階段。第一階段為含噪聲參數(shù)的容差設(shè)計方法與應(yīng)用研究。該方法以Taguchi法為基礎(chǔ),考慮系統(tǒng)中的噪聲參數(shù)與設(shè)計參數(shù)自身不確定性,形成“系統(tǒng)設(shè)計-參數(shù)設(shè)計-容差設(shè)計”的流程,最終以給定合理容差范圍的方式控制系統(tǒng)質(zhì)量與成本。通過某單轉(zhuǎn)子算例表明含噪聲參數(shù)的容差設(shè)計方法可以較好地抑制系統(tǒng)的振動響應(yīng)�？紤]某航空發(fā)動機低壓轉(zhuǎn)子上存在不平衡量,支承剛度存在不確定性波動,利用容差設(shè)計的方法對整機振動響應(yīng)進行控制,蒙特卡洛仿真結(jié)果表明通過容差設(shè)計發(fā)動機整機振動響應(yīng)合格率得到了明顯提高。第二階段為容差設(shè)計理論與方法的試驗驗證。驗證過程分為兩個部分,以某單轉(zhuǎn)子試驗器為研究對象,對含噪聲參數(shù)的容差設(shè)計方法進行了驗證,結(jié)果證明了該方法的有效性。之后將驗證過程引入某航空發(fā)動機高壓轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中。驗證結(jié)果表明容差設(shè)計理論可以較好地控制航空發(fā)動機振動響應(yīng),使之滿足設(shè)計要求。
【圖文】：

圖 2.1 多項式混沌展開法流程PCE 基礎(chǔ)上引入基于多元廣義多項式混沌的自適應(yīng)法中低程度分段展開的效率較高。然而，，很多研展開和隨機響應(yīng)的收斂性，大多數(shù)利用經(jīng)典的多目標(biāo)頻率范圍內(nèi)的精確響應(yīng)。了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不確定參數(shù)的量化、建模及計算方法，能夠較好地模擬真實情況，因此在之后容差設(shè)仿真計算。接下來以一個簡單轉(zhuǎn)子為例，介紹采的影響的過程。該轉(zhuǎn)子采用有限元法建模，整個轉(zhuǎn)子分為六個軸a，剪切模量 G=81.2 GPa，密度 =7810 Kg/m3。實）分別位于 3 號節(jié)點和 5 號節(jié)點，外徑為 0.28 m）剛度均為 108N/m，分別位于 1 號和 7 號節(jié)點。

圖 2.2 某單轉(zhuǎn)子模型計算該轉(zhuǎn)子在未考慮不確定性因素時的動力學(xué)特性。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速范圍為 0-10000內(nèi)各階臨界轉(zhuǎn)速見表 2.1，節(jié)點 1-節(jié)點 7 的響應(yīng)曲線如圖 2.3 和圖 2.4 所示幅值見表 2.2。表 2.1 臨界轉(zhuǎn)速階數(shù) 反進動 正進動一階（rev/min） 1078.17 1099.62二階（rev/min） 4031.91 4292.73表 2.2 支承振動響應(yīng)支承 前支承 后支承振動響應(yīng)幅值(mm/s) 24.76 24.76
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V231.96

【參考文獻】

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本文編號：2524531