接触界面对拉杆组合柔性转子轴承系统的非线性动力特性影响
2012-02-13王为民
振动与冲击 2012年17期
易 均,刘 恒,刘 意,于 明,王为民
(1.西安交通大学 机械工程学院,西安 710049;2.东方汽轮机有限公司,四川 德阳 618000)
现代燃气轮机、航空发动机等大型动力系统的核心部件均为典型的拉杆柔性组合转子。此类转子的多个独立轮盘间依靠接触界面传递各向作用力,并在拉杆预紧下组合为一体。重量轻、易于装配且具有良好的冷却效果是此类转子的特点,针对高速化、高效化的工业发展,应用前景非常广泛。
目前,针对一般整体转子稳定性的讨论已有很多,如刚性轴的稳定性有文献[1]等,简单Jeffcott柔性转子轴承系统稳定性有文献[2]等,一般柔性转子轴承系统则有文献[3]等。然而拉杆组合转子轮盘间非线性本质的接触效应,导致此类组合转子其结构本质上是不连续的,传统的视作整体转轴的转子处理方式不适用于此类分布式特种转子。针对拉杆组合转子动力特性的研究,饶柱石等[4-5]提出了拉杆组合转子的一般力学模型,王艾伦等[6-8]则进行了计及接触界面的临界转速计算,但是此处非线性动力特性的研究仍然十分有限。
运用文献[9]提出的粗糙机械结合面接触刚度的研究方法,通过计算与真实接触面等条件下的微元模型界面接触刚度并将之进行面积扩展,得到轮盘界面接触刚度;将接触界面处理成无质量均质弹簧[5],采用哈密顿原理完成了计及接触界面的转子建模,得到了拉杆转子轮盘间界面产生的附加刚度矩阵;而后结合对整体转轴应用计及轴向力的铁木辛格梁轴单元建立的有限元模型,得出了转子轴承系统的动力学方程。……
登录APP查看全文
