不平衡转子涡动对鼓筒振动特性影响

针对叶轮机械中鼓盘式转子,考虑转子涡动与鼓筒振动间耦合作用,建立轮盘-鼓筒-转轴系统动力学模型,分析不平衡转子涡动对鼓筒振动特性影响。结果表明,不平衡转子涡动仅与环向波数为1的鼓筒弹性振动模态耦合;转轴支撑刚度为线性时,转子稳态运动轴心轨迹为圆形,不平衡转子涡动不直接引发鼓筒稳态弹性振动;转轴为非线性支撑时,转子稳态运动轴心轨迹变复杂,不平衡转子涡动会引起鼓筒小幅稳态振动。

基于涡动角的裂纹转子模型稳定性分析

在分析现有模型局限性的基础上,考虑转子在临界转速附近复杂的涡动状态,基于涡动角构建了含横向裂纹的Jeffcott转子的动力学模型。运用F loquet稳定性理论分析了基于涡动角的裂纹转子模型运动的稳定性。结果表明:系统失稳时,倍频附近会出现不可公约的频率成分。裂纹深度、系统阻尼、裂纹方向角等系统参数对模型的运动稳定性都有较大影响,特别是裂纹方向角对稳定性的影响很复杂,偏心量对模型的稳定性影响较小。不同失稳区系统的失稳模式也不尽相同,并且随着阻尼比的变化,系统失稳模式也会发生改变。

非线性呼吸行为对带横向裂纹Jeffcott转子稳定性的影响

在分析现有力学模型局限性的基础上,考虑转子在失稳转速附近复杂的涡动状态,构建了不依赖于重力占优假设的含横向裂纹的Jeffcott转子的通用运动方程和一种拟合的裂纹呼吸模型。根据Floquet稳定性理论,用打靶法分析了该裂纹转子模型运动的稳定性。结果表明,刚度相对变化量、系统阻尼、裂纹相位角等系统参数对模型的运动稳定性都有较大影响,特别是裂纹相位角对稳定性的影响很复杂;在临界转速附近,裂纹的非线性呼吸行为可以提高转子的稳定性,且改变了失稳发散的行为;在亚临界转速附近,裂纹的非线性呼吸行为会降低转子的稳定性,使周期运动发生结构失稳。

液氢涡轮泵孔型阻尼密封设计与性能评估

针对某液氢涡轮泵级间迷宫密封流体激振诱发转子涡动失稳问题,开展了孔型阻尼密封方案设计及密封泄漏特性和转子动力特性评估研究。通过不同密封间隙、孔径和孔深等关键几何参数的组合,共设计液氢孔型阻尼密封方案25种。采用定常CFD(computational fluid dynamics)数值预测方法,计算分析了密封间隙、孔径和孔深对液氢孔型阻尼密封泄漏量的影响规律;采用基于多频单向转子涡动模型、动网格技术和转子动力特性系数频域识别方法的非定常CFD摄动数值预测方法,计算分析了孔径和孔深对液氢孔型阻尼密封转子动力特性系数的影响规律。研究表明:液氢孔型阻尼密封的孔深和孔径的比值(密封孔深径比H/D)存在一个临界值(H/D=0.5附近),此时密封泄漏量最小;H/D<0.5时,液氢孔型阻尼密封泄漏量对孔深变化不敏感(小于4.5%);较大孔径的液氢孔型阻尼密封具有更小的有效刚度;较小孔深的液氢孔型阻尼密封具有更小的有效刚度和更大的有效阻尼;综合考虑液氢孔型阻尼密封泄漏特性和转子动力特性,液氢孔型阻尼密封应选取较小间隙、较大孔径和最佳深径比以内(H/D<0.5)的较小孔深。

旋翼模型试验的桨距操纵系统设计

介绍了自行研制的一种族翼模型桨距电控操纵系统。该系统设计为主从计算机控制系统，主机为４８６主控计算机，位于主控制台，与其他系统共享；从机为三套单片机控制系统，位于自动倾斜器附近，用于驱动自动倾斜器。单片机的成功应用，实现了对模型旋翼桨距的电控操作。文中从总体设计、原理叙述、性能特点说明了该系统具有一定的新颖性和先进性。这一操纵系统已成功地应用于旋臂式模型旋翼机动飞行试验机（简称旋臂机），使旋臂机能够满足模拟直升机机动飞行科目试验的需要，并成为开展直升机飞行力学模型试验研究的重要设备。文中给出了总距突增试验结果。结果表明，该部分的研制是成功的，这一系统同样也适用于需要桨距自动操纵的其他设备。

两种裂纹转子模型的稳定性分析

在分析现有模型局限性的基础上,考虑转子在临界转速附近复杂的涡动状态,基于涡动角构建了含横向裂纹的Jeffcott转子的动力学模型。运用F loquet稳定性理论分析了基于涡动角和基于自转角这两种裂纹转子模型运动的稳定性。结果表明:系统参数对两者的运动稳定性都有较大影响,前者只在临界转速附近存在失稳区,后者在临界转速和三分之二临界转速附近都存在失稳区。通过数值计算结果以及理论分析的对比,发现基于涡动角的裂纹转子动力学模型更具普适性。

用于模型旋翼机动飞行试验的测控系统研究

介绍旋臂式模型旋翼机动飞行试验机（简称旋臂机）的信号测试、数据采集系统、旋翼转速控制、旋转大臂转速（模拟前飞速度）控制系统和旋翼桨距操纵控制系统。传感器为三分量天平和扭矩天平。旋翼和旋转大臂转速采用闭环精确控制。旋翼桨距操纵由主从计算机系统实现数字控制，满足机动飞行试验科目的桨距变化要求。

直升机旋翼试验塔振动模态和响应计算

以中国第一座直升机旋翼试验塔为研究对象,建立了塔体的动力学有限元模型,对塔体的模态频率和振型进行了计算,并对塔体在旋翼动载荷作用下的响应进行了计算,最后探讨了旋翼塔对旋翼试验可能造成的影响。

Characteristics of dry friction backward whirl—A self-excited oscillation in rotor-to-stator contact systems

In this paper,the response characteristics of dry friction backward whirl of a general rotor/stator model,which accounts for both the dynamics of the rotor and the stator as well as the friction and the deformation at the contact surfaces,are investigated.The existence boundaries and the whirl frequencies of the dry friction backward whirl are determined analytically.It is found that there are two or three existence boundaries of the dry friction backward whirl that usually form two existence regions,either standing completely separately,or overlapping each other partly,or one containing the other completely,depending upon the system parameters.The whirl frequencies in the two existence regions are quite different and may jump between the lower and the higher values with the variation of the rotating speed.The results have been found to have good correspondence in the related rotor/stator rubbing experiments.