双转子系统非线性动力学响应分析

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1、硕士学位论文双转子系统非线性动力学响应分析NONLINEARDYNAMICRESPONSEANALYSISOFDUAL-ROTORSYSTEM符毅强哈尔滨工业大学2015年6月国内图书分类号：O322学校代码：10213国际图书分类号：530密级：公开工学硕士学位论文双转子系统非线性动力学响应分析硕士研究生：符毅强导师：陈予恕教授申请学位：工学硕士学科：一般力学与力学基础所在单位：航天学院答辩日期：2015年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:O322U.D.C:530DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringNONLIN

2、EARDYNAMICRESPONSEANALYSISOFDUAL-ROTORSYSTEMCandidate：YiqiangFuSupervisor：Prof.YushuChenAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：GeneralandFundamentalMechanicsAffiliation：SchoolofAstronauticsDateofDefence：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文

3、摘要双转子航空发动机因相对其他类型的发动机具有一定的优势已得到广泛的应用，然而它所带来的问题也愈发突出，故充分研究分析双转子航空发动机的动力学特性很有意义。本文研究了一考虑中介轴承的双转子系统，主要包含以下内容：⑴采用转子动力学理论和拉格朗日方程建立了滚动轴承作为中介支承的双转子-中介轴承模型并得到系统的运动方程，求解分析得知系统存在滞后现象，并分析了转速比、中介轴承径向间隙、阻尼比、滚动体数目、不平衡量和转向对滞后特性的影响。结果表明：转速比绝对值的增大使跳跃幅度逐渐增大但滞后区大小只有微弱的减小，滞后区向左移动并且临界转速减小；径向间隙的增大使系统的滞后区逐渐增大但跳跃幅度几乎不变；阻尼比

4、的增大使系统的滞后区和跳跃幅度逐渐减小，滞后区向左移动并且临界转速减小；滚动体数增大时，系统的滞后区和跳跃幅度大幅度减小，滞后区向左移动，临界转速减小；不平衡量增大时，系统的滞后区向右移动，临界转速增大，大小几乎不变但跳跃幅度增大；转向对滞后特性影响较小。⑵用不同于之前的位移函数建立了双转子-中介轴承模型并得到了系统的运动方程，求解并分析了转速、转速比、阻尼和不平衡量对系统非线性响应的影响。结果表明：不同转速时高、低压转子的运动形态基本一致；系统在以高压转子为主激励的临界转速和以低压转子为主激励的临界转速附近均做周期运动；适当增大转速比和阻尼、减小不平衡量将有利于削弱转子系统的非线性振动，使其

5、做平稳的周期运动。⑶采用转子动力学理论和拉格朗日方程建立了考虑中介轴承波纹度的双转子模型并推导得到系统的运动方程，求解并分析了随转速增加、波纹度最大幅值增大、波纹度波数增加和波纹度初始幅值增大时系统的非线性响应。结果表明：波纹度对高、低压转子产生的影响基本一致；随着转速的增加，高、低压转子的运动表现为周期运动与非周期运动的交替变化，并且波纹度的影响主要集中在中低速时；减小波纹度最大幅值会有利于系统的稳定运动；当波数为滚动体数的整数倍时，系统可能做复杂的非周期运动；较大一些的波纹度初始幅值会有利于减小波纹度对转子系统振动幅值的影响。关键词：双转子；中介轴承；滞后；非线性振动；波纹度-I-哈尔滨工

6、业大学工学硕士学位论文AbstractDual-rotoraero-enginehasbeenwidelyusedowingtoitscompetitivesuperiorities,theproblems,however,itproducesareincreasinglycomplex,thedeeperresearchondynamiccharacteristicsofdual-rotorsystemishighlyrequiredaswellasmeaningful.Thispaperstudiedadual-rotorsystemwhichhasintermediarybearing,

7、themaincontentsasfollow:⑴Adual-rotormodelwithrollerbearingastheintermediarybearingwasbuiltandthenmotionfunctionsofthissystemwerederivedbyrotordynamicsandLangrangeequations.Hysteresiswasfoundinthissyst