航空发动机双转子振动故障模拟试验台设计

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1、分类号学号M201270922学校代码10487密级硕士学位论文航空发动机双转子振动故障模拟试验台设计学位申请人：李志鹏学科专业：热能工程指导教师：王坤副教授答辩日期：2015年5月21日AThesisSubmittedinPartialofFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringTheDesignoftheDualRotorVibrationFaultSimulationTestRigforanAeroengineCandidate：

2、LiZhipengMajor：ThermalEngineeringSupervisor：AssociateProf.WangKunHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本

3、声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本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和汇编本学位论文。保密□，在____________年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学

4、硕士学位论文摘要航空发动机作为飞机的动力装置，是飞机性能、可靠性和成本的决定性因素，被誉为飞机的心脏。然而发动机制造成本高、寿命低、易发生故障、且难维护，是许多飞机事故发生的根源。而据统计航空发动机故障中有70%以上源于转子振动，因此解决航空发动机的振动故障一直以来都是整个发动机研制和改进过程中的重要环节之一。而在航空发动机的振动故障研究当中，试验研究作为其中最重要的辅助手段之一；它为振动故障的理论研究提供了大量的试验数据，这对于发动机的基础研究、整机设计和制造至关重要。而一般情况下采用实际设备进行试验的费用和风险性

5、都较高，此时模拟试验台就成为大多数试验研究中最重要的组成部分。本文的主要研究内容是设计用于某型号航空发动机振动故障模拟的双转子试验台。为了确保转子试验台能够较好的模拟实际发动机的典型振动故障，采取物理和机械结构特性以及动力学特性相似的原理进行设计。计算了实际发动机转子的临界转速及振型并与给定的值进行了对比。根据实际发动机转子的临界转速及振型特性，设计了双转子试验台，并将试验台转子与实际发动机转子在支撑方式、支点跨距、支撑刚度分布、质量分布、转轴刚度分布以及转子的临界转速和振型等方面进行了对比分析，分析结果表明试验台转

6、子和实际转子的各参数具有较高的相似度。为了确保所设计的方案切实可行，本文对相关部件进行了实验测试，测试结果表明所设计的部件能够满足试验要求。此外还研究了不同约束方式对转子临界转速的影响，并将临界转速的理论计算值与试验测量值进行对比分析，分析结果表明转子不对中、鼠笼的安装方式以及电机的约束等对转子的临界转速影响较大。通过本课题的研究，设计了用于某型号航空发动机振动故障模拟的双转子试验台，总结双转子试验台设计的一般方法。此外对临界转速有限元计算值和试验测量值的对比分析，验证了转子-支撑系统临界转速计算方法的可靠性。研究成

7、果对于转子试验台的设计、临界转速的计算具有一定的参考意义。关键词：双转子试验台挤压油膜阻尼器临界转速模态振型动力学特性I华中科技大学硕士学位论文ABSTRACTAeroengineasthepowerunitoftheplane,isthedecisivefactorsofaeroengine’sperformance,reliabilityandcost,andisknownastheheartoftheplane.However,aeroengineisofhighmanufacturingcosts,lowse

8、rvicelife,easytomalfunction,anddifficulttomaintain,whichissourcesofmostaircraftaccident.Accordingtostatistics,aeroenginefaultismorethan70%fromtherotorvibration,sotosolvethev