转子热弯曲引起的振动故障特征与试验研究.pdf

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1、第32卷第5期2015年10月沈阳航空航天大学学报JournalofShenyangAerospaceUniversityV01．32NO．50ct．2015文章编号：2095—1248(2015)05—0026—06转子热弯曲引起的振动故障特征与试验研究郭小鹏，吴英祥，姜广义(沈阳发动机设计研究所第十三研究室，沈阳110015)摘要：从试验角度研究热弯曲对转子振动的影响和转子振动故障特征。在考虑温度场载荷工况下建立三维实体有限元模型。在热弯曲变形和初始变形条件下进行了某型发动机高压转子振动响应分析，并对在不同停车时间

2、间隔下的启动过程中的高压转子振动情况进行了统计分析。结果显示：该型发动机高压转子临界转速范围为54．0％一56．1％N2，停车后25分钟内再启动时热弯曲对高压转子影响最大，300分钟后再启动时热弯曲对高压转子影响很小。热启动应该避开停车30分钟这一时间段，或者在这一时间段冷运转后再启动以减小热弯曲对瞬态振动的影响。研究为转子系统的优化设计提供了一定的理论基础和试验数据。关键词：转子热弯曲；碰摩；整机振动；临界转速；有限元中图分类号：V232．4文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．20

3、15．05．002ExperimentalinvestigationofrotorvibrationfaultcausedbyrotorthermalbendingGUOXiao—peng，WUYing—xiang，JIANGGuang—yi(The13“ResearchDept．，ShenyangAeroengineResearchInstitute，Shenyang110015，China)Abstract：Theeffectofthermalbendingonrotorvibrationandthefaultch

4、aracteristicsofrotorvibrationwerestudiedfromanexperimentalperspective．Three-dimensionalfiniteelementmodelwasestablishedac—cordingtothetemperatureload．Thevibrationresponseanalysisofthehigh-pressurerotorofanaeroenginewascompletedunderthermalbendingdeformationandin

5、itialdeformation．Thevibrationcharacteristicsofhigh—pressurerotorwerestatisticallyanalyzedfordifferentrestartprocessesunderdifferentstoppingtimein—terval．Theanalyticalresultsshowthatthecriticalspeedofhigh—pressurerotoroftheenginerangesbetween54．0％～56．1％N2andtherm

6、albendinghasthegreatestimpactonhigh—pressurerotorwhentheaeroenginerestarts25minutesafterstopping．However，thermalbendingcanhardlyhaveanyeffectonhigh—pressurero-toriftheenginerestarts300minutesafterstopping．Itisadvisedthathotstartbeavoidedwithin30minutesafterstopp

7、ing，orrestartaftercoldoperationduringthistimerange，todecreasetheeffectofhotbendingontransientvibration．Thestudyprovidesthetheoreticalandexperimentaldatafortheoptimizationdesignofro·torsystem．Keywords：rotorthermalbending；rubbing；whole-bodyvibration；criticalspeed；

8、FEM收稿日期：2014—12—13基金项目：国家重大基础研究资助项目(项目编号：国家973项目XXX)作者简介：郭小鹏(1982一)男，河北涞水人，工程师，主要研究方向：航空发动机强度、振动及噪声，E-mail：guoxiaopen9312@163．tom。第5期郭小鹏，等：转子热弯曲引起的振动故障特征与试验研究27航空发动机是