航空发动机螺栓止口连接转子动力学建模及特性
摘要：
为解决航空发动机转子螺栓止口连接结构在高转速、多载荷激励下动力学特性精确表征难题,文中提出一种考虑多螺栓止口连接的转子动力学建模方法,系统揭示连接界面对转子固有特性、临界转速及不平衡响应的影响.首先,通过SOLID186实体单元构建轮盘与转轴,COMBI214单元模拟轴承,MATRIX27单元表征含拉伸/横向/弯曲/扭转多维刚度的连接界面,结合MPC接触算法实现装配面自由度耦合,建立了高精度动力学模型.其次,搭建了含多处螺栓止口的转子测试平台,采用超声波预紧力测试、模态测试及激振实验,获取螺栓预紧力、不同边界下固有特性以及定频/扫频激励下的振动响应,验证了模型的有效性.最后,分析了螺栓止口连接对转子系统临界转速及不平衡响应的影响.结果表明:螺栓止口连接界面显著影响转子自由模态,忽略界面刚度会导致固有频率过度预估;在轴承支承状态下,螺栓止口连接界面对平动和俯仰模态影响较小,对弯曲模态影响较大,并显著影响与弯曲模态对应的临界转速;不平衡响应中,弯曲模态振幅因界面刚度损失而明显增大,2～3阶临界转速区间出现横向/转角位移不连续现象.该研究为航空发动机转子连接结构设计优化提供理论支撑.
展开
-
刊名：
哈尔滨工业大学学报
-
年期：
2025.12
在线阅读
收藏