航空发动机静不定转子支撑载荷的有限元分析

应用平面应力单元和傅立叶环单元耦合的有限元法对航空发动机静不定转子支撑惯性载荷进行计算,解决了传统的材料力学方法求解静不定转子支撑惯性载荷时的两个缺陷,即当支座和轴承的耦合刚度不可忽略时,很难建立正确的变形协调条件以及当转子不存在明显的轴的特征时,采用梁的弯曲理论将导致较大的误差,同时,该方法将复杂的三维问题转化为二维问题,计算工作量小,速度快,精度及效率高.

超静定转子系统不对中动力学的理论与实验研究

不对中是多支承转子系统最常见的故障之一,超静定转子系统(SIRS)由于结构的特殊性而对支点的不对中表现得更加敏感。航空发动机低压转子经常采用三支点支承的方式,当套齿连接结构径向定位间隙较小时,就会构成了一个含有3个弹性支承的超静定转子系统。结合力法和达朗贝尔虚功原理,推导了尾部支承不对中情况下超静定转子系统的动力学方程和解析解,计算获得了其振动响应。以航空发动机超静定转子系统为研究对象,对其完全对中和尾部支点不对中状态展开解析模型推导和实验验证工作。理论和实验结果均表明,该系统由于支点的不对中不仅会对转子的转子产生动态附加激励,还会引起系统2X振动响应和内“8”字形响应轴心轨迹,理论和实验结果吻合良好。该研究对超静定转子系统动力学不对中情况下的响应计算及实验研究有较强的指导价值。

一种应用于内转子永磁滚筒的计算仿真方法

针对目前煤矿带式输送机用永磁电机直驱设备、外转子永磁滚筒,存在低速大扭矩工况体积急剧增大、因防爆结合面磨损导致隔爆性能丧失、转子磁钢可靠性低等缺陷,研发了一种新型集成式内转子永磁滚筒。因其结构特点存在以下设计难题:多支承超静定结构、复杂装配体的仿真精度及仿真速度低,为解决以上难题,提出了一种应用于复杂装配体的计算仿真方法,既实现了多支承超静定结构的静力学求解,又保证了复杂装配体静力学仿真的精度。对该新型永磁滚筒样机进行型式试验,试验数据与计算结果相符,且样机刚度及强度满足平均标准要求,从而验证了该计算仿真方法的可行性。采用该方法设计完成的新型集成式内转子永磁滚筒,既实现了结构紧凑、传动效率高,又解决了永磁电机及外转子永磁滚筒的上述缺陷。