支承刚度和轴向位置对某型对转发动机低压转子临界转速的影响

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1、第42卷第3期2016年6月航空发动机AeroengineV01．42No．3Jun．2016支承刚度和轴向位置对某型对转发动机低压转子临界转速的影响邓旺群n2，王毅1，一，聂卫健1，一，何萍1，徐友良t一，杨海1,2(1．中国航空动力机械研究所；2．航空发动机振动技术航空科技重点实验室：湖南株洲412002)摘要：为提供某型对转发动机低压转子临界转速的设计和调整的理论依据，开展了该转子的临界转速随支承刚度和轴向位置变化规律的研究。以该转子为研究对象，采用有限元法建立了转子动力特性的计算模型，基于不同的支承刚度和轴向位置，运用转

2、子动力学分析软件SAMCEF／ROTOR对低压转子的前4阶临界转速进行了系统的计算分析，揭示了低压转子前4阶临界转速随支承刚度和轴向位置的变化规律。结果表明：支承刚度对低压转子的临界转速有显著影响，而支承轴向位置对临界转速的影响较小。关键词：对转发动机；低压转子；临界转速；有限元法；支承刚度；支承轴向位置中图分类号：V231．96文献标识码：Adoi：10．13477／j．cnki．aeroengine．2016．03．002InfluenceofSupportingStiffnessandAxialLocationonCrit

3、icalSpeedsofaLow——PressureRotorofaCounterRotatingEngineDENGWang—qunl一，WANGYil一，NIEWei-jianl一，HEPin91，XUYou—han91一，YANGHail，2(1．AviationPower—PlantResearchInstitute；2．AviationKeyLaboratoryofAero—engineVibrationTechnology：ZhuzhouHunan412002，China)Abstract：Inordertoprov

4、idetheoreticalbasesforcriticalspeedsdesignandadjustofalow—pressurerotor，astudyonlawofcriticalspeedswithsupportingstiffnessandaxiallocationwascarriedout．Takingtherotorastheresearchobject，thecalculationmodelofdynamicfeatureswasestablishedbyfiniteelementmethod．Thefirstf

5、ourorderscriticalspeedsoftherotorweresystematicallycalculatedandanalyzedbySAMCEF／ROTORsoftwarebasedondifferentsupportingstiffness，andaxiallocationandthelawswererevealed．Theresultsshowthattheinfluenceofthesupportingstiffnessoncriticalspeedsissignificantandtheinfluence

6、ofthesupportingaxiallocationisslight．Keywords：counterrotatingengine；low-pressurerotor；criticalspeed；finiteelementmethod；supportingstiffness；supportingaxiallocatinn0引言转子动力特性是转子动力学的1个重要研究领域，国内外很多学者都在该领域开展了大量的研究工作11≈】。而随着现代中小型航空发动机转子的速度更快、柔性更高，结构越来越复杂，建立能反映实际情况的计算模型是进行动

7、力特性分析的关键。在国内，翼成等对多盘转子系统的临界转速进行了分析[91，邓旺群对某涡轴发动机动力涡轮转子的动力特性进行了系统研究【101，缪辉则分析了双转子系统的临界转速【¨1。这些研究均采用有限元方法建立计算模型。临界转速是转子动力特性研究的核心内容，临界转速设计满足要求是转子设计的首要条件。而在转子各零部件的结构和材料确定后，为了使临界转速满足裕度要求【12】，选取合适的支承刚度和轴向位置就成为重要环节。此前，白中祥、梅庆研究了支承系统的刚度、支承布置对转子动力特性的影响【m141。邓旺群等对某小型涡扇发动机高速柔性转子的

8、前3阶临界转速随支承刚度的收稿日期：2015—11-21基金项目：航空科学基金(20112108001、2013ZB08001)资助作者简介：邓旺群(1967)，男，博士，自然科学研究员，主要从事航空发动机强度试验和转子动力学研究工作；E—mail：hnzzdw