vsv调节机构运动特性的分析方法研究

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1、中图分类号：V231.91论文编号：102870215-S059学科分类号：082502硕士学位论文VSV调节机构运动特性的分析方法研究研究生姓名张帅学科、专业航空宇航推进理论与工程研究方向结构强度与完整性指导教师陈伟教授南京航空航天大学研究生院能源与动力学院二О一五年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofEnergy&PowerEngineeringStudyontheanalysismethodofmotioncharacteristicsofVSV

2、regulatingmechanismAThesisinAerospacePropulsionTheoryandEngineeringbyZhangShuaiAdvisedbyProf.ChenWeiSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2015承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空

3、航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学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、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要喘振会对发动机造成巨大的危害，为防止发动机在非设计点工作时发生喘振现象，多数发动机均采用可调静子叶片调节机构来调节静叶的角度。调节机构的运动特性直接关系到飞行安全。本文从数值仿真、数学建模及试验研究三方面对某可调静子叶片调节机构的运动特性进行了研究，主要研究内容包括以下几方面：（1）开展了基于商业

4、软件ADAMS的调节机构的数值仿真研究。仿真得到的曲柄转角、叶片转角和作动筒驱动力随作动筒位移的变化曲线线性度较好，表明机构工作时不会出现位移突变或者力突变情况，设计合理。摇臂当作刚性体或者柔性体对驱动力影响较小，且作动筒驱动速度对驱动力影响较小，但摩擦影响较大。（2）建立了基于改进的D-H矩阵法和NEWTON-EULER法的调节机构的运动学和动力学数学模型。建模中对惯性力、摩擦等方面进行了分析和假设，并进行了简化。数学模型计算得到的叶片转角与数值仿真完全重合，而计算得到的驱动力与数值仿真的相对误差在3%以内。（3）开展了调节机构的摩擦系数测量试验和运动特性测

5、量试验研究。摩擦测量试验测得运动副的摩擦系数。运动特性测量试验测得的叶片转角与数学模型计算结果相对误差在5%以内，但在测量驱动力时，发现存在额外阻力影响试验，气动力矩越大影响就越小，当气动力矩达一定程度后就可以忽略额外阻力，试验与动力学模型计算结果的相对误差在10%以内。数值仿真和试验均验证了数学模型的正确性。（4）采用本文建立的数学模型，开展了叶片转角和驱动力对尺寸参数、位置参数、摩擦系数等参数的敏感性分析研究。叶片转角和驱动力对同一参数的敏感度随驱动位移的变化趋势相似，但驱动力的敏感度值均较大一些，说明各参数对叶片转角和驱动力的影响规律一致，但对驱动力的影

6、响程度更大。调节机构的第三级曲柄、第0级曲柄、摇臂的尺寸对机构的运动特性影响较大，在设计过程中应重点考虑，在加工过程中应控制其加工精度。本文对可调静子叶片调节机构的运动特性的研究，为以后可调静子叶片调节机构的结构优化设计、加工制造精度控制、维修更换等方面提供重要的参考价值。关键词：可调静子叶片调节机构，数值仿真，数学建模，试验研究，敏感性分析VSV调节机构运动特性的分析方法研究ABSTRACTSurgingcancausegreatdamagetoaero-engines.Variablestatorvaneregulatorymechanismiswidel

7、yusedinmostaero-enginestoprotecttheaero-enginesfromsurgingwhenworkingintheoff-designpoint.Kinematicsanddynamicscharacteristicsarerelatedtothesafetyofaero-planes.Numericalsimulationmethod,mathematicalmodelingmethod,andexperimentmethodofvariablestatorvaneregulatorymechanismarepresente

8、dinthisstudy,asfoll