航空发动机双转子-支承-机匣耦合系统典型碰摩激振机理研究

基本信息
批准号:11772089
项目类别:面上项目
资助金额:62.00
负责人:马辉
学科分类:
依托单位:东北大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:秦海勤,张学良,李晖,李炳强,曾劲,张耀涛,马新星,孟春晓,郭旭民
关键词:
双转子系统螺栓连接接触动力学碰摩非线性振动
结项摘要

Taking the rotor-stator system in aero-engines as the research object, based on rotor dynamics, contact mechanics and nonlinear vibration theories, the typical rubbing induced vibration coupling mechanism between the dual rotor including low pressure rotor and high pressure rotor and casing system and vibration transmitting laws are studied by combining the theory and experiment. The theory study focuses on dynamic modeling and rubbing-induced mechanisms; considering the nonlinear joint stiffness of the bolt and spline joints, the dynamic model of the dual-rotor-support-casing coupling system is established; the representation models for the rubbing between the drum and stator vane and the rubbing between rotor-blade and casing with abradable coating are proposed; the vibration coupling laws of rotor and casing are revealed due to the support and rubbing and vibration transmitting paths along the rotor and casing are discovered. Experimental study focuses on the model updating and result verification. Model updating methods suitable for the dual-rotor-support-casing system will be proposed based on the measured results of components and systems, and some new vibration phenomena and vibration laws are tried to be discovered by experiment. The research can provide theoretical basis for the dynamic optimization design of the rotor and stator systems and the selection of rotor-stator clearance.

本项目以航空发动机转静子耦合系统为研究对象,以转子动力学、接触力学和非线性振动为理论基础,采用理论和试验相结合的思路,研究典型碰摩诱发的高低压双转子和机匣系统振动耦合机制及振动传递规律。理论研究以动力学模型构建和揭示碰摩激振机理为主线;考虑螺栓和套齿非线性连接刚度的影响,构建双转子-支承-机匣耦合系统动力学模型;提出新的鼓筒-静子叶片和转子-叶片-涂层机匣碰摩表征方法;研究由支承和碰摩导致的转子和机匣系统振动耦合规律,掌握振动沿转子和机匣的传递路径。试验研究以模型修正和结果验证为主线,通过部件及系统振动测试结果,提出适用于双转子-支承-机匣耦合系统的模型修正方法;通过试验力图发现新的振动现象和振动规律。项目研究可为转子及机匣系统动态优化设计和转静件间隙选择提供理论依据。

项目摘要

本项目以航空发动机转静子耦合系统为研究对象,以转子动力学、接触力学和非线性振动为理论基础,采用理论和试验相结合的思路,研究典型碰摩诱发的高低压双转子和机匣系统振动耦合机制及非线性振动规律。首先,考虑螺栓和止口连接影响,构建了盘鼓转子系统动力学有限元模型,通过固有特性验证了模型的有效性,在此基础上构建了考虑连接影响的鼓盘片组合转子系统动力学模型;其次,提出了鼓筒-静子叶片、叶片-涂层机匣碰摩表征方法; 以单叶片-涂层机匣为研究对象,分析叶尖碰摩激励下涂层磨损规律、叶片和机匣的非线性振动规律;以鼓盘片转子系统和双转子系统为研究对象,分析了两种碰摩形式下转子和机匣系统非线性振动规律。项目研究可为转子及机匣系统动态优化设计、转静件间隙选择和涂层材料选择等提供理论依据。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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