阶梯轴-柔性盘耦合系统振动特性分析

作     者：杨桐 刘诗宇 马新星 马辉 罗志涛 YANG Tong;LIU ShiYu;MA XinXing;MA Hui;LUO ZhiTao

作者机构：东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819 东北大学航空动力装备振动及控制教育部重点实验室沈阳110819 

出 版 物：《中国科学：技术科学》 (Scientia Sinica(Technologica))

年 卷 期：2019年第49卷第7期

页      面：778-786页

核心收录：

学科分类：082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(批准号:11772089) 中央高校基本科研业务费专项资金(编号:N170308028,N160313004) 辽宁省高等学校创新人才支持计划(编号:LR2017035)资助项目 

主　　题：阶梯轴 柔性盘 耦合系统 动力学特性 

摘      要：传统的地面旋转机械轮盘类结构刚度较大,在转子动力学分析中多将其假定为集中质量点,而在航空发动机中为了满足减重的需要,轮盘较为轻薄,其柔性不可忽略.目前针对转轴和柔性盘耦合系统振动特性的研究还较少,为了弥补这一研究的不足,本文结合假设模态法和有限单元法,采用有限元-半解析混合建模法,建立了阶梯轴-柔性盘的动力学模型,其中阶梯轴采用铁木辛柯梁模拟,柔性盘则使用半解析方法建模,基于Lagrange方程和Galerkin方法,推导出系统的运动微分方程;然后分析了在静止和旋转状态下阶梯轴-柔性盘耦合系统的固有特性,并采用ANSYS软件仿真和模型实验验证了所开发模型的有效性;最后分别在刚性盘和柔性盘假设下,求解对比了系统的幅频响应,揭示柔性盘对系统高阶振动的影响规律.