某型航空发动机整机振动特性分析

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1、●-、k●NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofEnergyandPowerEngineeringResearchonWholeBodyVibrationofAero-·EngineAThesisinAerospacePropulsionTheoryandEngineeringbyWangHaitaoAdvisedbyLuoGuihuoSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMast

2、erofEngineeringMarch，2010．r，承诺书本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人授权南京航空航天大学可以有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。作者签名：日期：^．．1f-南京航空航天人学硕士学位论文摘要发动机整机振动不仅使发动机的

3、工作状态、发动机附件及仪表的工作状态受到影响，而且会使发动机的结构受到巨大的振动应力，影响发动机工作的可靠性。近年来，有限元计算技术和计算机技术的逐渐发展，为航空发动机整机振动特性的研究提供了必要条件。为保证航空发动机的工作安全、可靠，本文针对某型双转子航空发动机结构特点，进行了整机振动特性相关分析：从转子的临界转速特性分析、机匣振动特性分析到整机振动特性分析，开展了如下相关研究工作：第一，为了使发动机整机振动有限元模型合理可信，本文首先利用有限元理论对发动机机匣模型进行了一定的简化处理，计算了发动机机匣的振动模态及其各主支承处的静刚度与动刚度，比较了两者之间的差

4、别。研究结果表明：由于发动机机匣在工作转速内固有模态的影响，考虑机匣及支承结构动刚度计算的转子临界转速更加合理、可靠，也表明了整机振动分析的必要性。第二，针对本文研究的航空发动机结构特点，分别分析了高、低压转子考虑机匣及其支承静、动刚度模型下的临界转速特性。第三，利用传递矩阵法计算了发动机高、低压转子临界转速，并与有限元模型进行了对比。研究结果表明：在相同支承刚度下，传递矩阵法与有限元法计算结果误差在10％以内，计算结果可信。第四，建立了某型航空发动机整机振动分析模型，进行了整机振动特性分析，分析了双转子耦合效应对系统临界转速的影响，研究了螺栓连接、不同支承刚度、

5、不同转速比对系统临界转速的影响。研究结果表明：对于本文研究的双转子航空发动机，运用整机模型计算其转子的临界转速更加合理，其计算结果更接近于实际。关键词：航空发动机，振动，双转子系统，临界转速，动刚度某型航空发动机整机振动特性分析AbstractThewholeaero-enginevibrationnotonlyinfluencestheworkingstateofengine，accessoriesandinstrument，butalsobringsenginestructurehugevibrationstress，sOresearchonthewholeb

6、odyvibrationofaero-engineisessential．AccordingtothedevelopmentoftechnologyoftheFEMsoRwareandcomputer,calculatingthewholebodyvibrationofaero-engineisbecomingpossible．Inordertoensureaero-engineworkingsafetyandreliability,thefiniteelementmodelofthewholeaero-engineisbuiltandusedtoanalyset

7、hewholebodyvibration，basingonitss咖cturalcharacteristic．Theresearchworkiscarriedoutfromanalysisoftherotorcriticalspeedandthevibrationofcasingtoanalysisofthewholebodyvibration，itisasfollows：Firstly,inoredertoinsurebilievableofthemodelofwholebodyaero-cngine，thefiniteelementcalculationmod

8、elofe