航空发动机双转子系统高/低压涡轮碰摩振动分析

作     者：聂日敏 曹树谦 郭虎伦 NIE Rimin;CAO Shuqian;GUO Hulun

作者机构：天津大学机械工程学院天津300354 天津市非线性动力学与控制重点实验室天津300354 力学国家级实验教学示范中心天津300354 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2021年第40卷第1期

页      面：243-253,263页

核心收录：

学科分类：1002[医学-临床医学] 082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家重点基础研究发展计划资助(2015CB057400) 国家自然科学基金资助项目(11672201) 重大专项基础研究项目(2017-Ⅳ-0008-0045) 

主　　题：高/低压涡轮碰摩 双转子系统 组合共振 反向涡动 双稳态现象 

摘      要：针对航空发动机碰摩问题,考虑高压涡轮与低压涡轮碰摩,建立了五点支承的航空发动机双转子系统动力学模型。碰摩力模型采用Lankarani-Nikravesh滞回力模型。利用龙格-库塔法进行数值计算,并研究了双转子系统的频谱特性、幅频特性。最后,基于双转子实验台,部分验证了数值计算结果。结果表明:(1)双转子系统碰摩会使系统产生激励频率以及组合频率,并发生组合共振;(2)高压涡轮碰摩会导致系统产生反向涡动全周碰摩,低压涡轮碰摩对高压涡轮碰摩有抑制作用,即高低压涡轮同时碰摩时与高压涡轮碰摩时相比,系统发生反向涡动的转速区间更窄、振动幅值更低;(3)在升降速过程中,碰摩会导致双转子系统出现单个甚至多个双稳态现象。