叶片脱落诱发的转子-盘片系统不平衡响应分析

为了厘清叶片脱落诱发的失衡载荷及瞬时冲击对航空发动机转子系统动特性的影响,以转子-盘片系统为研究对象,考虑弹性支承的影响,基于ANSYS/LS-DYNA软件建立系统的有限元模型,模拟叶片脱落对转子-盘片系统振动响应的影响,分析转子转速、不平衡量、盘偏置量及支承刚度对系统不平衡振动响应的影响规律。结果表明:轴承支承总反力的变化趋势与系统不平衡量的变化趋势相同;盘片结构越靠近轴承支承端,轴承支承总反力越小;刚性支承(≥10^7N/m)下轴承支承总反力较柔性支承(<10^7N/m)下的偏大。该研究可为转子-盘片系统的结构设计提供参考。

含碰摩故障的转子-盘片-机匣系统动力学特性分析

以转子-盘片-机匣耦合系统为研究对象,基于ANSYS有限元软件建立有限元模型,通过实验测试得到的固有频率验证了模型的有效性;采用点点接触来模拟叶片和机匣之间的碰摩故障,并通过测试的响应数据,进一步验证了所采用模型的正确性和可行性.最后,仿真分析了定转速情况下不同侵入量、定侵入量和定间隙下不同转速对系统动力学响应的影响.研究结果表明:叶尖碰摩主要激发高倍频成分,且在系统俯仰刚体模态频率附近会出现倍频幅值放大现象;定侵入量条件下,高转速碰摩情况时系统的频率成分减少,系统的法向碰摩力也随着转速的增大而变化;定间隙条件下,在高转速碰摩情况时倍频幅值会超过转频,在一次连续碰摩过程中会出现多次碰撞反弹现象.

航空发动机旋转叶片-机匣碰摩动力学特性研究

利用谐波平衡法,采用隐式-显式相结合的分析方法,分别通过理论分析和有限元分析对转子-盘片-机匣耦合系统进行碰摩动力特性和响应特征研究。研究发现碰摩产生的应力波在叶身方向传导,碰摩开始时叶尖应力最大,碰摩结束时叶根应力最大;首次碰撞的叶片碰摩力最大,机匣吸能最多,依次递减;单个叶片碰摩后,主要以低阶固有模态频率做振动衰减;轴心轨迹在较大转速下,有无碰摩状况对其整体轨迹形状影响不大。这些研究结论和研究方法对于深入认识叶片-机匣碰摩的物理现象和工程中碰摩现象的故障诊断具有一定参考价值。

航空发动机转静子系统碰摩特性影响因素分析

基于谐波平衡法,通过隐式-显式相结合的分析方法,分别从理论分析和有限元分析角度对转子-盘片-机匣耦合系统进行碰摩过程数值模拟和响应特征研究,并就影响碰摩响应的因素作了进一步分析,包括转静子间不同间隙、不同刚度比以及不同转速。得出的结论和所提出的研究方法有助于进一步深入认识叶片-机匣碰摩的物理现象及原理,并给工程中碰摩现象的故障诊断提供一定的参考。