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《瞬态温度场对转子系统动力特性的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第31卷第2期沈阳航空航天大学学报Vol郾31No郾22014年4月JournalofShenyangAerospaceUniversityApr郾2014文章编号:2095-1248(2014)02-0005-04瞬态温度场对转子系统动力特性的影响张永旺,王克明,王燕琳,郭立全(沈阳航空航天大学航空航天工程学部(院),沈阳110136)摘要:建立了一个轴向可自由伸缩的单转子系统计算模型,采用有限元法分析了瞬态温度场对单转子系统动力特性的影响。参考发动机转子系统的对流加热的边界条件,利用ANSYS软件构造了该转子系统的瞬态温度场。分别在常温状态下和考虑瞬态温度场情况下,计算了转子系统
2、的临界转速,并进行了对比分析。结果表明,瞬态温度场作用下转子系统的临界转速的相对误差最高达到3郾95%,而且温度场对转子系统的第二阶临界转速影响较大。关键词:瞬态温度场;转子系统;临界转速;有限元中图分类号:V231郾96摇摇摇文献标志码:Adoi:10.3969/j.issn.2095-1248.2014.02.002TheeffectsoftransienttemperaturefieldondynamiccharacteristicsofrotorsystemZHANGYong鄄wang,WANGKe鄄ming,WANGYan鄄lin,GUOLi鄄quan(FacultyofA
3、erospaceEngineering,ShenyangAerospaceUniversity,Shenyang110136,China)Abstract:Arotorcalculationmodelwhichcanexpandfreelyintheaxialdirectionisestablishedinthispa鄄per,andtheeffectsoftransienttemperaturefieldondynamicbehaviorofthisrotorsystemisanalyzedwithfi鄄niteelementmethod.Withreferencetothehea
4、tingconvectionboundaryconditions,thetransienttemperaturefieldoftherotorsystemisconstructedwithANSYSsoftware.Thecriticalspeedsoftherotorsystemundertheconditionofroomtemperatureandthetransienttemperaturefieldarecalculatedrespectively,andthere鄄sultsarecomparedandanalyzed.Resultsshowthatthecritical
5、speedsoftherotorsystemunderthetransienttemperaturefieldhasitsrelativeerrorby3郾95%atmost,andithasagreaterimpactonthesecondcriticalspeedoftherotorsystem.Keywords:transienttemperaturefield;rotorsystem;criticalspeed;FEM摇摇对于转子系统临界转速的研究,国内外的大响,而主要研究随温度变化的材料参数所带来的[3]量研究一般认为温度分布为常量或者考虑稳态温影响。本文采用有限元法,对一
6、个轴向可自由度场,而本文考虑瞬态温度场对转子系统动态特伸缩的单转子系统进行了热-动力学分析,分析[1]性的影响。在温度场作用下,转子系统的材料了瞬态温度场对该转子系统动力特性的影响。特性会发生变化,还会产生热应力,这些都会对转[2]子系统的动力特性产生一定的影响。本文建1摇算例有限元模型立的转子系统模型,只有一个止推支点,在受热膨胀时,轴向是可自由伸缩的,因此在考虑温度对转本文根据单转子航空发动机,简化出如图1子系统临界转速的影响时,可以忽略热应力的影所示的算例模型,其中左边4个盘表示压气机盘,收稿日期:2013-11-07作者简介:张永旺(1989-),男,河南新乡人,硕士研究生,
7、主要研究方向:航空发动机强度、震动及噪声,E鄄mail:zhangyongwang163@126.com;王克明(1954-),男,辽宁沈阳人,教授,主要研究方向:航空发动机强度、震动及噪声,E鄄mail:wmk308@126.com。6沈阳航空航天大学学报摇摇摇摇第31卷右边一个盘代表涡轮盘,转子转轴长0郾5m,直径T
8、=T;T=f(x,y,z,t)(2)祝00郾02m;轮盘厚度为0郾02m,直径为0郾16m,2个式中祝为物体边界;T为已知温度;f(x,
