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航空发动机振动故障模式的量化方法研究

振动工程学报 2024年第3期37卷 528-538页

作者：马会防陈亚龙虞磊郎欣周怡中国航发商用航空发动机有限责任公司上海200241

为快速、高效地排除复杂系统的振动故障,本文提出了振动故障模式的量化方法,可基于量化结果进行振动故障模式的重点验证。分析了振动故障树的技术特点,指出其不适用于复杂系统的振动故障分析;从故障模式的发生概率、故障模式的可验证性... 详细信息

为快速、高效地排除复杂系统的振动故障,本文提出了振动故障模式的量化方法,可基于量化结果进行振动故障模式的重点验证。分析了振动故障树的技术特点,指出其不适用于复杂系统的振动故障分析;从故障模式的发生概率、故障模式的可验证性等维度对振动故障模式进行量化;结合某航空发动机核心机的振动故障,给出了振动故障模式量化方法的具体应用。实践证明振动故障模式的量化方法是可行、有效的,且具有较高的工程应用价值。

关键词：航空发动机故障模式量化

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不同油槽结构挤压油膜阻尼器动力学特性试验

航空动力学报 2024年第6期39卷 37-49页

作者：黄延忠张广辉马会防陈亚龙龚文杰哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001 中国航发商用航空发动机有限责任公司上海200241

基于挤压油膜阻尼器(squeeze film damper,SFD)动力学特性系数识别试验台研究了油槽深度、供油压力以及供油孔数对活塞环端封SFD泄漏量和阻尼性能的影响。试验结果表明:带油槽结构的SFD滑油泄漏量是无油槽结构的2~7倍,油槽深度增加会增... 详细信息

基于挤压油膜阻尼器(squeeze film damper,SFD)动力学特性系数识别试验台研究了油槽深度、供油压力以及供油孔数对活塞环端封SFD泄漏量和阻尼性能的影响。试验结果表明:带油槽结构的SFD滑油泄漏量是无油槽结构的2~7倍,油槽深度增加会增大泄漏量;低油压下阻尼系数的试验结果与短轴承理论解较接近,高油压下阻尼系数的试验结果在短轴承与长轴承理论解之间;对比无油槽结果,带油槽时阻尼性能有所下降,但是0.1 MPa以内两者阻尼系数接近;油槽较浅(深度为5倍油膜半径间隙,5c)时,低油压单孔供油与高油压多孔供油平均阻尼系数均能达到4.0×10^(4)~5.0×10^(4) N·s/m;油槽较深(深度为15c)时低油压单孔供油平均阻尼系数较大,可达到8.06×10^(4) N·s/m。低油压单孔供油时引入油槽结构显著提高SFD阻尼系数,其可用于提高低供油压下SFD的减振性能。

关键词：挤压油膜阻尼器油槽阻尼系数泄漏量激振测试

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航空发动机转子不平衡量突增的自动识别

航空发动机 2024年第2期50卷 147-152页

作者：马会防张执南万召陈亚龙虞磊中国航发商用航空发动机有限责任公司上海200241 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

为实现在航空发动机振动信号分析时因封严胶条脱落发生的转子不平衡量突增的自动识别,采用多傅里叶变换(FFT)滤波技术获得转速跟踪滤波后的基频振动时域信号,提出了振幅突增和突增后振幅稳定的转子不平衡量突增的2种特征,通过应用案例... 详细信息

为实现在航空发动机振动信号分析时因封严胶条脱落发生的转子不平衡量突增的自动识别,采用多傅里叶变换(FFT)滤波技术获得转速跟踪滤波后的基频振动时域信号,提出了振幅突增和突增后振幅稳定的转子不平衡量突增的2种特征,通过应用案例对振动信号的程序化进行处理,得到转速跟踪滤波后的基频振动时域信号及转子不平衡量突增的识别参数,数据结果中振幅增大比例系数达到3.75,且突增后振幅稳定。结果表明:采用FFT滤波技术,实现了转子不平衡突增的自动识别,并验证了识别方法的有效性。转子不平衡量突增的识别技术应用于在线监测系统时,能及时识别故障并发出报警信息,保证设备运转的安全;应用于离线振动信号分析系统时,缩短了人工数据分析时间,提高了工作效率。

关键词：转子不平衡量突增振动特征多傅里叶变换滤波振幅突增振幅稳定自动识别航空发动机

轴心轨迹测量中圆弧形导致的偏差及其修正方法

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振动与冲击 2019年第24期38卷 243-248页

作者：马会防万召中国航发商用航空发动机有限责任公司

对转子轴心轨迹测量中圆弧形导致的偏差进行了分析,探讨了测量截面上转子半径、径向位移对偏差大小的影响,分析表明:测量截面圆半径越小、径向位移越大,测量值与实际值偏差也就越大;在对偏差进行分析的基础上,提出了一种偏差修正方法,... 详细信息

对转子轴心轨迹测量中圆弧形导致的偏差进行了分析,探讨了测量截面上转子半径、径向位移对偏差大小的影响,分析表明:测量截面圆半径越小、径向位移越大,测量值与实际值偏差也就越大;在对偏差进行分析的基础上,提出了一种偏差修正方法,给出了修正计算公式,该方法需输入测试截面的转子半径,然后可基于测得的位移计算实际的轴心位移。修正方法可以消除圆弧导致的测量偏差,提高测量精度,可用于实时测量系统,也可用于测量后的数据后处理。该方法具有重要的工程应用价值,对于提高测量精度等方面具有重要的参考价值。

关键词：轴心轨迹测量偏差修正

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某型航空发动机试验件的异常振动分析

振动．测试与诊断 2019年第6期39卷 1259-1263,1362,1363页

作者：马会防黄巍虞磊余学冉曹艺中国航发商用航空发动机有限责任公司

为评估某型航空发动机试验件异常振动的风险并查找原因,对异常振动进行了分析。首先,采用频谱分析、振动数据类型转换、轴心轨迹、瀑布图以及瀑布图叠加轴承特征频率图等信号处理方法,揭示了异常振动信号的特点;其次,结合结构具体形式... 详细信息

为评估某型航空发动机试验件异常振动的风险并查找原因,对异常振动进行了分析。首先,采用频谱分析、振动数据类型转换、轴心轨迹、瀑布图以及瀑布图叠加轴承特征频率图等信号处理方法,揭示了异常振动信号的特点;其次,结合结构具体形式以及对各个测点的振动情况判断振动部件,通过瀑布图确定振动类型为共振;然后,利用仿真分析技术判断部件共振的频率与振型,结合轴承特征频率的计算,综合判断结果为轴承激发了异常振动;最后,提供了试验件拆解后的轴承检测结果,说明振动异常分析方法与过程的合理性。

关键词：振动故障诊断异常振动

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离心泵多流量工况振动特性试验研究

排灌机械工程学报 2014年第10期32卷 858-863页

作者：马会防张执南储浩上海凯泉泵业(集团)有限公司技术中心上海201804 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 吉凯恩中国投资有限公司上海200122

为了解流量对离心泵振动特性影响的具体表现,选用单级单吸式离心泵为研究对象,利用试验方法,对涵盖小流量、设计流量和大流量等工况在内的7个流量下泵体上的5个测点,进行了振动数据的采集和分析.试验结果表明:振动烈度与流量的关系(V-Q... 详细信息

为了解流量对离心泵振动特性影响的具体表现,选用单级单吸式离心泵为研究对象,利用试验方法,对涵盖小流量、设计流量和大流量等工况在内的7个流量下泵体上的5个测点,进行了振动数据的采集和分析.试验结果表明:振动烈度与流量的关系(V-Q)较效率与流量的关系(η-Q)更为复杂,V-Q曲线上的峰值与流量变化过程中的流致振动相关;多个径向振动测点的V-Q变化趋势大致相同,而轴向与径向振动测点间的V-Q变化趋势则差别较大;流量三维频谱图可以清晰地反映流量变化过程中振动频谱的变化过程.并进一步探讨了效率最优点与振动烈度的关系、流致振动的频谱特征等.研究得到了流量对离心泵振动特性影响的一些具体表现,为水泵等旋转机械相关振动特性的研究与应用提供了借鉴和参考.

关键词：离心泵流量振动流量三维频谱图流致振动

滚动轴承径向刚度在转子临界转速计算中的应用

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轴承 2013年第4期 33-35页

作者：马会防上海凯泉泵业(集团)有限公司技术中心上海201804

以某双吸泵转子临界转速的计算为例,先通过计算滚动轴承的径向刚度,再利用弹簧单元模拟轴承径向刚度,建立有限元模型,求解转子临界转速;同时还实测了转子的临界转速,通过计算结果和实测值的对比表明,该方法能够较为准确地计算出转子的... 详细信息

以某双吸泵转子临界转速的计算为例,先通过计算滚动轴承的径向刚度,再利用弹簧单元模拟轴承径向刚度,建立有限元模型,求解转子临界转速;同时还实测了转子的临界转速,通过计算结果和实测值的对比表明,该方法能够较为准确地计算出转子的临界转速,特别是一阶临界转速,具有重要的实际应用价值。

关键词：滚动轴承径向刚度转子临界转速 FEM

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端封开口角度对挤压油膜阻尼器影响试验

航空动力学报 2023年第11期38卷 2629-2638页

作者：陈亚龙马会防黄延忠张广辉中国航发商用航空发动机有限责任公司上海200241 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001

采用正交激振测试方法,研究了不同供油孔数、不同供油压力与活塞环开口角度对泄漏量的影响,试验识别了挤压油膜阻尼器(SFD)系统的阻尼系数。结果表明:1孔供油且活塞环开口与供油孔重合时泄漏量最大;供油孔数、供油压力与活塞环开口角度... 详细信息

采用正交激振测试方法,研究了不同供油孔数、不同供油压力与活塞环开口角度对泄漏量的影响,试验识别了挤压油膜阻尼器(SFD)系统的阻尼系数。结果表明:1孔供油且活塞环开口与供油孔重合时泄漏量最大;供油孔数、供油压力与活塞环开口角度共同影响下,低供油压力、1孔供油活塞环开口角度0°时主阻尼系数C_(xx)和C_(yy)差异最小;活塞环开口角度0°且最下方的1孔供油时,SFD系统的阻尼性能最好,平均主阻尼系数能达到9.04×104N·s/m,约为理论短轴承解最大值的5.7倍,建议安装时两个活塞环开口角度为0°以保证具有较好的密封性,提升SFD工作时的减振性能。

关键词：挤压油膜阻尼器活塞环泄漏量激振测试阻尼系数

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某风扇增压级行波共振故障机理研究

振动与冲击 2022年第22期41卷 130-136页

作者：马会防张辉吴志青王卫国高修磊中国航发商用航空发动机有限责任公司上海200241

某风扇增压级发生了一次振动故障,基频振动瞬间突增,之后快速下降,但仍超限制值,停机检查发现试验件损伤较为严重。为排查故障原因,进行了转速分析,确定了故障分析的振动信号时段,对该时段振动信号进行了小波分析、快速傅里叶变换(fast ... 详细信息

某风扇增压级发生了一次振动故障,基频振动瞬间突增,之后快速下降,但仍超限制值,停机检查发现试验件损伤较为严重。为排查故障原因,进行了转速分析,确定了故障分析的振动信号时段,对该时段振动信号进行了小波分析、快速傅里叶变换(fast fourier transform, FFT)分段对比分析,推断出异常振动的频率;结合试验件分解后发现的磨痕特征,推断出异常振动的振型;再结合静子机匣模态试验、转子鼓筒模态分析、轴心轨迹分析等多种信息后,提出了故障机理——转静子碰磨激发了转子鼓筒3节径后行波共振;根据故障机理提出了整改措施,经试验验证,措施有效。该研究对该次的振动故障特征、故障诊断方法进行了总结,对类似振动故障的排除具有重要的参考价值。

关键词：行波共振转速分析故障频率故障振型小波分析