串联式鼠笼弹性支承高周疲劳性能试验-论文.pdf

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1、第27卷第2期燃气涡轮试验与研究Vo1．27，No．22014年4月GasTurbineExperimentandResearchApr．，201421摘要：为评估弹性支承高周疲劳性能，根据某航空发动机串联式鼠笼弹性支承系统结构，设计了一套弹性支座疲劳试验件和试验参数测试方法，对弹性支座的高周疲劳性能进行试验研究。经试验验证，所设计的试验方案可以更好地模拟发动机工作状态下弹性支座的受力状态，试验过程中的载荷调节和控制更直接、便捷，为发动机弹性支承的疲劳寿命设计提供了方法支持。关键词：航空发动机；鼠笼；高周疲劳；弹性支承；模拟转子中图分类

2、号：V231．95文献标识码：A文章编号：1672—2620(2014)02—0021—04ExperimentalStudyonHigh-CycleFatiguePropertyofElasticSupportwithMultipleSquirrel—-CagesSUYong，YANGZheng—bing，LIGuang-hui，WANGJi-cheng。f1．TheMilitaryRepresentativeofficeofPLAResidinginNO．420Factory，Chengdu610500；2．AVICChinaGas

3、TurbineEstablishment，Jiangyou621703，China)Abstract：Toevaluatethehighcyclefatigueperformanceofelasticsupport，asetoftestspecimenandex-perimentmethodhavebeendesignedbasedonthestructureofelasticsupportsystemwithmultiplesquirrelcagesonanaero——engine．Thetestingresultsshowthats

4、imulatedrotorcanbettersimulatethetruestresswithelasticsupport．Theloadadjustmentandcontrolduringthetestaremoredirectandconvenientwhichprovidesupportforfatiguelifedesignofelasticsupport．Keywords：aero—engine；squirelcage；highcyclefatigue；elasticsupport；simulatedrotor1引言本文根据某

5、型发动机减振用串联式鼠笼弹性支座结构，自行设计了一套弹性支座疲劳试验件，通过高转速、高推重比、大功率、大载荷、柔性转子是在模拟盘上加载不平衡量的方式给弹性支座施加负现代航空发动机的发展趋势，但其在提高性能的同载，旨在模拟弹性支座在发动机工作状态下的最大时也提高了发动机零部件应力水平，。为调整发受力状态，考核弹性支座的疲劳强度性能。动机临界转速范围，弹性支座是目前发动机普遍采用的减振结构。研制工程实践表明，，弹性支承的2试验件及试验原理典型故障模式是疲劳破坏。对于整体加工的鼠笼式弹性支承，由于存在较大的应力集中，容易出现疲劳2．1试验件及

6、其工作载荷裂纹，甚至引发笼条断裂，从而导致发动机故障，因试验在中国燃气涡轮研究院临界转速模拟试验此弹性支承的疲劳问题引起工程界和学术界的高度器上进行。试验研究对象为采用内、外鼠笼串联连关注。目前，有关弹性支承方面的研究，主要集中在接的组合式弹性支承，其结构如图1所示。内、外减振机理、强度计算分析和有关结构参数优化设计鼠笼通过螺栓连接之后固定在轴承座上，内、外鼠笼方面“，在高周疲劳性能方面的试验研究还很少。之间支点限幅间隙为150m。收稿日期：2013—08—19；修回日期：2014—04—16作者简介：粟勇(1977一)，男，I~tJq

7、崇州人，工程师，硕士，主要从事航空发动机零部件及整机性能可靠性研究。22燃气涡轮试验与研究第27卷机上的真实载荷。为此，试验最终采用了不平衡转子离心力加载方式。2．3模拟转子试验装置设计2．3．1总体结构设计为模拟弹性支座在发动机实际工作中的受载形式，设计一模拟转子，在一定转速下通过调整模拟转子的不平衡量来控制对弹性支座的加载。模拟转子图1弹性支座结构图前支点采用刚性支承，后支点为弹性支承f试验Fig．1Elasticsupportconfiguration件1。模拟盘安装在转子的悬臂端(后轴承座的外端1，模拟转子结构如图3所示。试验件

8、位移测点和工作状况下，弹性支承主要承受转子涡动产生转子支点之间位置关系如图4所示。图中1代表位的交变载荷，该载荷的大小和方向随转子转速变化，移测点截面，2代表后支承截面，3代表前支承截面，其中方向的旋转速度