典型燃气发生器转子平衡状态与振动特性分析
2021-05-18宋明波夏商周赵海凤张海彪
航空发动机 2021年2期
宋明波,夏商周,赵海凤,张海彪
(中国航发湖南动力机械研究所,湖南株洲412002)
0 引言
转子系统是航空发动机的核心部件,而高速旋转的转子所带来的整机振动问题一直是制约航空发动机进一步快速发展的主要问题之一[1-3]。特别是中小型涡轴发动机,其燃气发生器转子系统的额定工作转速一般高达40000 r/min,有的甚至在50000 r/min 以上,振动问题往往更加突出。
李建华等[4]、邹望之等[5]分析了当前国内外涡轴发动机的发展趋势,其中1-0-1支点布局是一类典型的中小型涡轴发动机燃气发生器转子系统布局形式,国内外多型涡轴发动机的燃气发生器转子即采用了该种布局设计。基于中小型涡轴发动机的技术特点及性能、结构特征,该类转子系统在动力学上一般采用刚性转子设计[6-7],其设计思路如下:优化转子自身的鼓筒结构以及连接结构,保证转子足够的抗弯刚性,在其前、后支点处布置弹性支承,通过调节弹性支承的刚性将整个转子-支承系统的前2阶模态设计为刚体模态,并置于慢车转速以下;通过保证转子自身的抗弯刚度,将转子-支承系统的第3阶临界转速(弯曲模态)置于最大工作转速以上,并保证充分的裕度。邓旺群等[8]针对某型发动机转子的支点及采用的弹性支承,通过有限元软件SAMCEF/ROTOR 仿真分析了该转子支点刚度与支点位置对其动力学特性的影响;白中祥等[9]通过有限元软件ANSYS,针对支承系统的静刚度、动刚度,研究了其对转子系统临界转速与稳态不平衡响应的影响;……
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