【毕业学位论文】(原稿)航空发动机转子系统碰摩故障模拟与诊断-民航机电工程

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1、南京航空航天大学毕业设计技术报告课题名称航空发动机转子系统碰摩故障模拟与诊断学生姓名蔡彬学号070130113专业民航机电工程班级0701301指导教师陈果2005年6月摘要1Abstract2第一章转子系统碰摩故障模拟与诊断的研究口的与意义3第二章建立单转子碰摩力学模型72.1整周碰摩的传子微分方程72.2单点碰摩转了微分方程9第三章非线性微分方程求解113.1对龙格库塔法(R-K)的简单介绍113.2整周碰摩求解结果123.2.1整周碰摩数值计算的MATLAB程序123.2.2静了刚度对碰摩响应

2、的影响133.3单点碰摩的求解结果193.3.1单点碰摩数值计算的MATLAB程序193.2.2静子刚度对单点碰摩响应的影响20第四章利用ZT-3型传子振动模拟实验台进行碰摩实验294.1ZT-3型转子振动模拟实验台介绍294.2碰摩实验的操作步骤294.3单点碰摩实验结果304.3.1ZT-3型转子振动模拟实验台参数304.3.2碰摩实验图片：314.3.3结果分析32第五章结论34致谢35参考文献36摘要旋转机械是工业部门中应用最为广泛的一类机械设备。这类设备常常由于各种故障而影响其正常运转，采

3、用诊断技术对于保证机械设备安全可靠的运行，进而提高企业的经济效益，具有十分重要的意义。转了与静子碰摩故障是以航空发动机为代表的旋转机械最为重要和普遍的故障，它通常是其他故障（如不平衡、不对中、转子裂纹等）的综合反映，将严重影响机器运行安全。因此进行转子系统碰摩故障力学模型和实验研究具有重要意义。本论文建立了Jeffcott转子碰摩力学模型，运用四阶龙格库塔法进行了求解。并用ZT-3型多功能转子模拟实验台和DH5922动态信号测试分析系统软件进行了实验分析，理论分析和实验结果充分表明了转子碰摩所呈现出

4、的周期、概周期及混沌运动等非线性特征，利用这些故障特征可以对转子碰摩故障实现有效地诊断。本论文的研究结果可以作为航空发动机转子系统碰摩故障诊断的重要依据。关键词航空发动机；转子系统；碰摩；故障诊断；转子模拟实验台；信号分析AbstractRotarymachineryisakindofmachineemployedwidelyinindustry,andtheirfaultsoftenaffecttheirnormaloperation.Therefore,faultdiagnosisofrotar

5、ymachineryisveryimportanttoensurethesafetyofequipmentandimproveeconomicbenefit.RubisoneofthemostimportantfaultswhichisrepresentofAero-enginefaults,itisusuallythecomprehensivereflectionofotherbreakdowns(suchasunbalance,wrongmedium,turnthesub-cracketc.

6、),willaffectthemachinemovementsafetyThereforecarryontheRotorsystemRubmodelandexperimentsresearchthavetheimportantmeaning.ThisthesisbuildsuptheJeffcottrotormodel,makinguseoffourrankdragonmethodstosolvethisquestion,andusetheDH5922RotorSimulationTestDesk

7、toanalyze.Theoriesanalysisandexperimentresultexpressedthebesidesperiodicandquasiperiodicvibrationspresentwell,makeuseofthesebreakdownscharacteristicandcanexaminethefaultdiagnosisforrotatingavailably.TheresearchresultofthisthesiscanbeusedfortheRotorsys

8、temoftheAero-engine.Keywords：Aero-engine;Rotorsystem;Rub;Faultdiagnosis;RotorSimulationTestDesk;signalanalysis]第一章转子系统碰摩故障模拟与诊断的研究目的与意义一台设备从设计、制造到安装、运行有诸多环节，任何不应有的偏差都可能导致设备的“先天不足”，造成带病运行。在运行过程中,设备可能处于各种各样的环境之屮，其内部必然受到力热、摩擦等多种物理、化学作用，使其性