航空发动机离心叶轮高阶模态振动故障研究

研究某航空发动机离心叶轮叶片高周疲劳断裂掉块故障。采用有限元计算分析,确定叶轮激振频率范围内的振动模态及应力分布,选取了对叶片各阶振动模态具有足够敏感性的位置安装应变计。叶片动应力测试获得了叶片大应力振动对应的叶轮共振频率、共振转速及激振源。利用计算和试验获得的数据进行叶片高周疲劳强度分析,提出排故措施并验证。研究结果表明:叶片断裂掉块故障原因是叶轮的高阶模态共振在叶片故障部位形成大应力,超过了其许用应力水平,提出的排故措施有效。发动机研制过程中应通过计算分析和动应力测试充分研究构件在激振频率范围内的各阶振动。

双转子航空发动机高速动平衡技术试验研究

带中介轴承的航空发动机双转子系统极易发生振动耦合共振现象从而导致振动超限,单独平衡高压、低压转子的减振效果则因振动耦合共振的影响非常有限.本文针对双转子系统的结构特点,提出了一种动平衡方法—双转子振动耦合共振平衡法,完成了模拟双转子系统的高速动平衡试验,平衡效果良好,解决了双转子系统在多种工况下的振动超限问题,发展了转子高速动平衡技术.

航空发动机离心压气机叶片转静干涉强迫振动响应分析

针对航空发动机离心压气机叶片存在的高阶共振高周疲劳掉块问题,采用强迫振动响应分析方法,对转静干涉流致激励情况下离心叶轮潜在的高阶共振进行振动应力预估。离心压气机流场使用全周三维非定常流场求解,随后将关注频率下的非定常气动力引入转子叶片有限元分析中,对离心叶轮开展稳态响应分析,得到了叶片振动响应位移及振动应力分布结果。仿真结果与试验测得的最大振动应力以及叶片发生高阶共振损坏位置比较一致,提出的方法可为航空发动机离心压气机叶片转静干涉强迫振动响应分析提供参考。

航空发动机高压模拟转子自由模态分析与试验

利用有限元软件对某航空发动机高压模拟转子进行了自由模态分析,并采用锤击法开展了相应的自由模态试验,获取了多种状态的模拟转子模态频率及模态振型参数,通过仿真分析与试验结果对比分析,为航空发动机高压转子的结构刚度设计提供了参考。

进气畸变条件下压气机转子叶片的振动特性研究

航空发动机研制及适航要求中均明确提出发动机零部件的振动特性分析和测试要求,包括评估进气流场畸变对振动特性的影响。对某航空发动机压气机第1级转子叶片进行振动特性计算分析,开展自然进气和进气畸变条件下的叶片振动应力测试。计算分析和测试结果表明:计算分析结果与自然进气条件下测试的叶片共振转速及振动频率一致性好,其激振源主要是压气机结构因素;在进气畸变条件下激振源更丰富,与自然进气条件相比,叶片会被激起额外的振动,且在同一共振转速下振动幅值较大,进气畸变对转子叶片的振动特性产生重要影响。在发动机研制过程中,为提高叶片工作的可靠性,需要加强进气畸变条件下的叶片振动特性试验研究。

高速滑环引电器研制关键技术分析

高速滑环引电器是航空发动机进行旋转件动应力测量试验的关键设备。本文对高速滑环引电器的工作的原理及引电器研制中涉及的材料、加工、装配等关键技术进行了分析,总结出了高速滑环引电器自主研制中可能存在的问题,为国产高速滑环引电器的研制奠定了一定的基础。

弹性支承器振动应力监测与高速转子系统故障诊断

对中小型航空发动机弹性支承器振动应力测试方法进行研究,介绍了一种在转子弹性支承器弹条上粘贴应变计来获取转子工作时的振动应力的方法.该方法通过对弹性支承器振动应力信号进行监测分析,成功诊断出多种典型转子系统故障,说明应用弹性支承器振动应力可以进行中小型航空发动机高速转子系统的故障诊断.