双转子参数化建模及动力特性优化

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1、中图分类号：V231.96论文编号：102870215-S065学科分类号：082502硕士学位论文双转子参数化建模及动力特性优化研究生姓名黄健伟学科、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罗贵火副教授南京航空航天大学研究生院能源与动力学院二О一五年一月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofEnergyandPowerEngineeringParameterizationModeling

2、andDynamicCharacteristicsOptimizationofaDual-rotorSystemAThesisinAerospacePropulsionTheoryandEngineeringByHuangJianweiAdvisedbyAssociateProf.LuoGuihuoSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringJanuary,2015承诺书本人声明所呈交的硕士学位论

3、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论文摘要具有中介支承的四支点双转子系统设计对军用发动机具有诱人前景，但给发动机转子动力特性设计及优化提

4、出严峻挑战。本文围绕四支点双转子系统动力特性及优化的主要成果和工作内容如下：1)利用UG软件、ANSYS软件和VB语言，开发双转子动力特性计算模型建模平台；通过对四支点双转子系统中盘和轴的结构提取相关结构几何参数，实现对四支点双转子结构动力特性的参数化建模功能，从而提高转子动力特性分析与设计的效率；2)以参数化建立双转子-支承系统的有限元模型为基础，研究了支承刚度对临界转速特性的影响。分别分析了支承刚度的静刚度、仿真动刚度和试验动刚度下的双转子系统临界转速特性，试验动刚度修正模型临界转速最大，仿真动刚度模型其

5、次，静刚度修正模型最小；分析了支承阻尼对双转子动力特性的影响，支承阻尼减振效果明显，且临界转速略有提高；研究结果为四支点双转子模型动力特性设计和分析提供参考；3)使用传递矩阵法对双转子系统进行动力特性分析，得到各阶临界转速和振型、稳态不平衡响应和不同状态下的轴心轨迹，进一步验证四支点转子动力特性分析结果的可信性，为四支点双转子动力特性分析与设计提供参考；4)编制了Matlab四支点双转子系统有限元程序，使用直接法对转子系统进行临界转速的求解；在此基础上利用遗传算法对四支点双转子系统临界转速特性进行优化，程序可

6、以快速进行临界转速计算和优化；5)开展了四支点双转子系统试验研究，验证ANSYS、传递矩阵法和直接（有限元）法的计算结果；结果表明试验动刚度值计算的双转子临界转速更加接近试验结果。关键词：参数化建模，双转子，支承特性，临界转速，遗传算法I双转子参数化建模及动力特性优化ABSTRACTThedesignhasanattractiveprospectforamilitaryaero-enginewithafour-supportdual-rotorsystemandintermediatebearing,butt

7、heausterechallengingwasbroughtfortherotor-dynamicsdesignandoptimization.Themainachievementsareasfollowings:(1)Themodelingplatformwasdevelopedfordual-rotormakinguseofUG,ANSYSsoftwareandVBLanguage.Theparametricdynamiccharacteristicmodelingwasachievedandanalys

8、isefficiencywasimprovedfordual-rotorsystemwithintermediatebearingbyextractingthestructuregeometricparametersofthediskandaxis.(2)Theinfluencewasresearchedforsupportcharacteristicsoncriticalspeedsbasingo