温度场对发动机静子系统振动特性影响

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1、第31卷第3期2014年6月沈阳航空航天大学学报JoumalofShenyangAerospaceUniversityV01．31No．3Jul．2014文章编号：2095—1248(2014)03—0024—04温度场对发动机静子系统振动特性影Ⅱ向王艳琳，王克明，张永旺，李全成，米海珍(沈阳航空航天大学航空航天工程学部(院)，沈阳110136)摘要：建立了某型航空发动机静子系统的模型，通过对其进行热分析获得了结构的稳态温度场，分别计算了常温下和温度场作用下静子系统的振动特性并进行对比分析。结果表明，考虑温度影响时，由于材料弹性模量随温

2、度升高而降低，结构的固有频率减小而模态振型基本不变；结构响应的变化与激励频率有关，在某些频率下响应增加，在其它频率下响应减小。这种响应的变化在共振频率附近非常明显，因此分析静子系统的振动特性时不能忽略温度的影响。关键词：静子系统；振动特性；稳态温度场；有限元法中图分类号：V231．92文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn，2095—1248．2014．03．005Influencesofstationarytemperaturefieldtothevibrationcharacteristicsofthestatorsys

3、temWANGYan—lin，WANGKe-ming，ZHANGYong—wang，MIHai—zhen(FacultyofAerospaceEngineering，ShenyangAerospaceUniversity，Shenyang110136，China)Abstract：Inthepaper，amodelofanaero—enginestatorsystemisbuilt，andthestationarytemperaturefieldofthestatorsystemisobtainedthroughthermalanaly

4、sis．Vibrationcharacteristicsofthestatorsystemwithorwithouttemperatureinfluencesarecalculatedrespectivelyandcompared．Theresultsshowthatwhentemper—atureconsidered，duetothedecreaseofmaterialelasticmoduluswithtemperatureincreasing，thenaturalfre—quenciesofthestructurereducean

5、dthenormalmodesremainsbasicallyunchanged．Vibrationresponseschangewithfrequencies．Responsesriseatsomefrequenciesanddecreaseatotherfrequencies．Thevariationofresponseisquiteobviousnearresonancefrequencies．Therefore，temperatureinfluencescannotbeignoredwhenanalyzingvibrationc

6、haracteristicsofastatorsystem．Keywords：statorsystem；vibrationcharacteristics；stationarytemperaturefield；FEM航空发动机静子支承结构是连接发动机转子和发动机其它部件的主要承力结构，航空燃气涡轮发动机静子系统在工作过程中温度较高且分布不均匀，材料性能参数随温度变化较大，而在对静子系统的振动特性进行分析时，通常都是按照常温的性能参数来计算，一般不考虑温度的影响。随着发动机性能的提高，发动机做功能力不断增强，静子系统内部温度也越来越高，因此

7、温度对静子系统振动特性的影响不容忽视。本文对航空发动机巡航状态下静子系统的振动特性进行了计算，并与常温状态下的振动特性进行了对比分析，总结了温度对于静子系统振动特性影响的一般规律，对于分析瞬态温度场作用下静子系统的振动特性具有一定的参考价值。收稿日期：2013—11—07作者简介：王艳琳(1988一)，女，山东枣庄人，硕士研究生，主要研究方向：航空发动机强度、振动及噪声，E—mail：linhere@163com王克明(1954一)，男，辽宁沈阳人，教授，主要研究方向：航空发动机强度、振动及噪声，E．mail：wkm308@126．co

8、m。第3期王艳琳，等：温度场对发动机静子系统振动特性影响25E会随着温度的升高而减小，结构的刚度K会随1温度对发动机静子系统振动特性之减小，结构的质量不变，因此温度的变化会引起影响的理论分析结构振动特性的变