双重非对称转子支承系统建模分析方法研究

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1、第40卷第6期2014年12月航空发动机AeroengineV01．40No．6Dec．2014双重非对称转子支承系统建模分析方法研究马威猛·，刘永泉2，王建军1(1．北京航空航天大学能源与动力工程学院，北京100191；2．中航工业沈阳发动机设计研究所，沈阳110015)摘要：针对双重非对称转子支承系统的参数振动特性，较为详细地介绍了多年来国外双重非对称转子支承系统建模分析方法的进展情况。介绍了双重非对称转子支承系统的抽象概念、数学模型以及分析的问题；分别评述了国内外学者分析双重非对称转子支承系统时所采用的建模分析方法，指出解析法、传递矩阵法、1D有限元法和3D有限

2、元法等建模分析方法的特点和存在的问题；对双重非对称转子支承系统建模分析方法的现状进行了总结并对其未来的发展方向进行了展望。关键词：非对称转子；支承系统；各向异性；振动；建模方法；航空发动机中图分类号：V231．96文献标识码：Adoi：10．13477／j．cnki．aeroengine．2014．06．001ModelingandAnalysisMethodsofAnisotropicAsymmetricRotorBearingSystemMAWei—men91，LIUYong—quan2，WANGJian-junl(1．SchoolofEnergyandPower

3、Engineering，BeihangUniversity，Beifing100191，China；2．AVICShenyangEngineDesignandResearchInstitute，Shenyang110015，China)Abstract：Aimingattheparametricvibrationcharacteristicsoftheanisotropicasymmetricrotorbearingsystem，themodelingandanalysismethodsoftheanisotropicasymmetricrotorbeatingsys

4、teminthewoddwereintroduced．Theconcept，mathematicsmodelandanalysisobjectsoftheanisotropicasymmetricrotorbearingsystemwereillustrated．Thedifferenttypesofmodelingmethodsproposedbynationalandaboardscholarsintheanalysisprocessofanisotropicasymmetricrotorbeatingsystemwereintroduced，andtheadva

5、ntageandbackdrawingsofanalyticalmethod，transfermatrixmethod，1Dfiniteelementmethodand3Dfiniteelementmethodwerepointedout．Thecurrentprogresssituationofthemodelingandanalysismethodoftheanisotropicasymmetricsystemweresummarized，andtheprospectofthemodelingmethodsofsuchrotorbeatingsystemwasdi

6、scussed．Keywords：asymmetricrotor；bearingsystem；anisotropic；vibration；modelingmethod；aeroengineO引言转子支承系统的振动特性对旋转机械的工作性能和可靠性具有重要影响，转子系统的振动特性分析一直是工程人员和学者们关注的焦点。现代航空发动机的显著特点是高转速和高推比，转子、支承、机匣之间的动力影响十分紧密[1I，为了准确考虑转、静子之间的耦合振动特性，国内外学者从整机系统的层面对转子支承系统的振动特性进行研究【2-3]，建立同时包含转子和静子系统的整机精细化模型进行分析。但是根据轴

7、对称转子支承系统的分析理论，在实际整机系统建模分析中需对转子系统整体结构或叶片组进行等效简化处理使转子结构满足轴对称要求。该简化降低了系统振动特性分析的精度，甚至有时是不合理的，如具有大型叶片的风扇转子系统。另外，若保留转子和静子的实际结构特征，则从广义上打破了一般转子支承系统建模分析中对转子或静子的轴对称假设，需要从转、静子双重非对称的角度看待转子支承系统整机耦合振动特性分析问题。基于双重非对称转子支承系统结构特点的建模分析理论是解决目前复杂结构转静子耦合系统转子动力学特性分析的关键。在非对称转子的振动特性分析方面，国内外学者进行的工作各有特点。在