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突加不平衡下GTF发动机转子系统瞬态响应分析

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航空发动机 2024年第2期50卷 101-107页

作者：邵增德廖明夫王四季董超丁小飞李全坤中国航发沈阳发动机研究所沈阳110015 西北工业大学动力与能源学院西安710072

针对GTF发动机低压转子系统突加不平衡瞬态响应问题,基于有限元法建立了考虑啮合单元、行星架单元、膜盘联轴器单元的多体接触、多转子耦合动力学模型,介绍了考虑非线性因素下突加不平衡瞬态响应计算方法,求解了低压转子系统的突加不平... 详细信息

针对GTF发动机低压转子系统突加不平衡瞬态响应问题,基于有限元法建立了考虑啮合单元、行星架单元、膜盘联轴器单元的多体接触、多转子耦合动力学模型,介绍了考虑非线性因素下突加不平衡瞬态响应计算方法,求解了低压转子系统的突加不平衡瞬态响应,并分析了关键部件刚度对突加不平衡的影响规律。结果表明:当风扇转子发生突加不平衡时,各部件均表现为振动幅值突增,后迅速趋于稳定,低压涡轮转子发生明显拍振,突加不平衡载荷主要由行星架结构和第1.5支点刚性支承承担;行星架刚度主要影响风扇转子突加不平衡响应、第1.5支点和行星架处的外传力;膜盘联轴器刚度主要影响增压级突加不平衡响应、转子在突加不平衡之后稳定运转情况。

关键词：齿轮传动涡扇发动机多体接触转子动力学突加不平衡瞬态响应

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航空发动机盘腔积液的故障识别

推进技术 2020年第6期41卷 1371-1378页

作者：王俨剀邵增德廖明夫王鑫西北工业大学动力与能源学院陕西西安710072

针对航空发动机盘腔积液故障难于监测和诊断的问题,将积液问题分为早期积液和严重积液,分别进行振动特征提取。研究了不平衡量和早期积液对转子振动的影响规律,基于幅频特性曲线区域面积分布特点,提出一个早期积液故障识别准则;分析了... 详细信息

针对航空发动机盘腔积液故障难于监测和诊断的问题,将积液问题分为早期积液和严重积液,分别进行振动特征提取。研究了不平衡量和早期积液对转子振动的影响规律,基于幅频特性曲线区域面积分布特点,提出一个早期积液故障识别准则;分析了严重积液转子失稳振动特征,发现积液转子在发生失稳时会出现振动幅值突增、次谐波分量突增和拍振,基于振动特征提出三个严重积液故障识别准则。结合航空发动机实际工况,提出一套完整的积液故障监测方法和诊断流程,能够实现在转子失稳前发出预警,避免故障升级。通过30组实验数据进行验证,所提出的积液故障识别方法准确率达96%,具备工程应用价值。

关键词：航空发动机盘腔积液振动特征监测方法识别准则诊断流程

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突加不平衡下发动机振动响应分析

航空动力学报 2022年第2期37卷 251-262页

作者：赵璐廖明夫洪亮雷新亮李明王四季侯理臻邵增德西北工业大学动力与能源学院西安710129 中国航空发动机集团有限公司四川燃气涡轮研究院成都610500

为了研究发动机的突加不平衡故障,建立了航空发动机低压转子模型,完成了转子实验器的模态校核。在此基础上对突加不平衡下实验器的转子件响应进行了理论分析与实验对比。进一步建立了转子-支承-机匣分析模型,完成了响应的分析与实验结... 详细信息

为了研究发动机的突加不平衡故障,建立了航空发动机低压转子模型,完成了转子实验器的模态校核。在此基础上对突加不平衡下实验器的转子件响应进行了理论分析与实验对比。进一步建立了转子-支承-机匣分析模型,完成了响应的分析与实验结果对比。结果表明:建立的转子-支承-机匣模型考虑了发动机实际运转过程中的角加速度项和挤压油膜阻尼器瞬态项,分析结果与实验结果相符,突加不平衡位置处振动位移响应的分析结果与实测结果之间的相对误差为2.1%。在校核转子件响应后,将转子件载荷作为支承-机匣模型的载荷输入,考虑发动机结构特征,建立支承-机匣模型进行响应分析,分析结果与实验结果基本一致,对于靠近突加不平衡位置的振动速度响应,其分析结果与实测结果之间的相对误差不超过4.7%。分析结果能够体现突加不平衡后转子响应的冲击特征和转子-支承-机匣响应层层减弱的过程,所建立的计算方法具有较好的推广性。

关键词：低压转子突加不平衡转子-支承-机匣系统载荷瞬态计算

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燃机动力涡轮转子不对中对整机振动影响研究

汽轮机技术 2022年第5期64卷 347-350,340页

作者：董超邵增德王晓伟张广辉中国航发沈阳发动机研究所沈阳110015 南京航空航天大学能源与动力学院南京210016 哈尔滨工业大学能源科学与工程学院哈尔滨150001

以新型航改燃气轮机复杂双转子-支承系统为研究对象,研究动力涡轮转子-支承系统在套齿联轴器不对中故障情况下转子动力学特性及对整机振动的影响规律。从故障机理研究、建模方法研究和真实燃机转子系统仿真分析3个方面,全面研究了转子... 详细信息

以新型航改燃气轮机复杂双转子-支承系统为研究对象,研究动力涡轮转子-支承系统在套齿联轴器不对中故障情况下转子动力学特性及对整机振动的影响规律。从故障机理研究、建模方法研究和真实燃机转子系统仿真分析3个方面,全面研究了转子系统联轴器不对中故障对整机振动的影响。得到了整机振动响应中径向振动倍频成分表现、轴向振动特点和轴心轨迹变化情况,为故障诊断、排除和仿真复现提供理论基础和非线性仿真方法。

关键词：不对中整机振动非线性

GTF发动机低压转子系统突加不平衡瞬态响应分析

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GTF发动机低压转子系统突加不平衡瞬态响应分析

第15届全国转子动力学学术大会（ROTDYN2023）

作者：邵增德董超王理丁小飞赵晓宇

为了研究GTF发动机低压转子系统突加不平衡瞬态响应问题,基于有限元法,建立了考虑啮合单元、行星架单元、膜盘联轴器单元的多体接触、多转子耦合动力学模型,介绍了考虑非线性因素下突加不平衡瞬态响应计算方法,求解了低压转子系统的突... 详细信息

为了研究GTF发动机低压转子系统突加不平衡瞬态响应问题,基于有限元法,建立了考虑啮合单元、行星架单元、膜盘联轴器单元的多体接触、多转子耦合动力学模型,介绍了考虑非线性因素下突加不平衡瞬态响应计算方法,求解了低压转子系统的突加不平衡瞬态响应,并分析了关键部件刚度对突加不平衡的影响规律。结果表明:当风扇转子发生突加不平衡时,

关键词：突加不平衡突加不平衡响应 GTF 低压转子瞬态响应分析发动机

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航空发动机中介轴承对整机振动影响分析

航空发动机中介轴承对整机振动影响分析

第六届中国航空科学技术大会

作者：丁小飞彭丹阳白孝栋邵增德中国航空发动机集团沈阳发动机研究所中国航空发动机集团沈阳黎明航空发动机有限责任公司

中介轴承作为连接高压转子和低压转子的连接结构,对航空发动机动力学特性和整机振动有着较大的影响。以某型航空发动机为分析对象,建立了动力学模型,仿真分析了中介轴承刚度和轴承外环配合紧度对发动机振动影响。结果表明中介轴承刚度... 详细信息

中介轴承作为连接高压转子和低压转子的连接结构,对航空发动机动力学特性和整机振动有着较大的影响。以某型航空发动机为分析对象,建立了动力学模型,仿真分析了中介轴承刚度和轴承外环配合紧度对发动机振动影响。结果表明中介轴承刚度对高低压转子耦合模态振型临界转速有着较大的影响。中介轴承外环配合松动会恶化发动机整机振动,引起较强的非线性振动,振动频谱中出现了倍频、分频及组合频率振动,组合频率形式可统一为N+(m×(N～N))/n。近200次发动机装配数据和试车振动统计分析表明,中介轴承外环配合紧度对发动机整机振动的有着显著影响,在发动机装配过程中应作为关键特征参数进行特别控制。

关键词：航空发动机中介轴承刚度轴承配合整机振动

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航空发动机挤压油膜阻尼器设计与验证

航空发动机挤压油膜阻尼器设计与验证

第15届全国转子动力学学术大会（ROTDYN2023）

作者：丁小飞廖明夫彭丹阳邵增德

建立了航空发动机弹支挤压油膜阻尼器设计流程和方法;分析了关键设计参数如油膜长度、油膜间隙、油膜半径和轴颈偏心比对阻尼性能的影响规律,给出了在发动机设计过程中关键参数的设计原则;针对某型航空发动机在试车过程中低压转子通过... 详细信息

建立了航空发动机弹支挤压油膜阻尼器设计流程和方法;分析了关键设计参数如油膜长度、油膜间隙、油膜半径和轴颈偏心比对阻尼性能的影响规律,给出了在发动机设计过程中关键参数的设计原则;针对某型航空发动机在试车过程中低压转子通过风扇俯仰临界转速振动过问题,结合所建立的设计流程和方法,

关键词：发动机挤压油膜阻尼器

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新型转子含叶栅的迷宫密封流场特性数值研究

沈阳航空航天大学学报 2018年第3期35卷 10-16页

作者：孙丹丁俊杰邵增德惠中豪韩笑沈阳航空航天大学辽宁省航空推进系统先进测试技术重点实验室沈阳110136

针对传统迷宫密封泄漏量较大的问题,借鉴叶栅吹风效应,提出了一种新型转子含叶栅的迷宫密封结构。分析了新型密封结构的工作原理,建立了三维传统密封与新型密封数值求解模型。在验证求解模型准确的基础上,研究了转子转动方向、转速和压... 详细信息

针对传统迷宫密封泄漏量较大的问题,借鉴叶栅吹风效应,提出了一种新型转子含叶栅的迷宫密封结构。分析了新型密封结构的工作原理,建立了三维传统密封与新型密封数值求解模型。在验证求解模型准确的基础上,研究了转子转动方向、转速和压比等因素对传统密封与新型密封泄漏量的影响规律,分析了传统密封与新型密封的流场特性与泄漏特性,揭示了新型密封的封严机理。研究结果表明,传统迷宫密封在转子正反转的不同状态下泄漏量保持不变,而新型迷宫密封的泄漏量在转子正转时相较于转子不转下降了6%。在转子反转时相较于转子不转增加了6%;在转速低于5000r/min时,随着转子转速的增加,传统迷宫密封的泄漏量几乎不变,而新型迷宫密封的泄漏量下降了10%~15%;在转速高于5000r/min时,随着转子转速的增加,传统迷宫密封的泄漏量下降了2%~5%,新型迷宫密封的泄漏量下降了15%~25%。随着压比的增加,传统迷宫密封和新型迷宫密封的泄漏量都增大,但新型迷宫密封的泄漏量相对于传统迷宫密封下降了15%以上。与传统迷宫密封相比,新型迷宫密封由于转子上含有叶栅,导致转子转动时会在叶栅上形成高低压区,从而形成一股与泄漏气体方向相反的气流,起到增加阻力抑制泄漏的作用。提出的新型密封结构的封严特性优于传统迷宫密封。

关键词：迷宫密封叶栅流场特性泄漏特性数值研究

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临界事故报警系统的相似性

强激光与粒子束 2024年第8期36卷 131-139页

作者：徐源江世航杨海峰易璇邵增中国核电工程有限公司北京100840 清华大学工程物理系北京100084

为了确定用于场所监测的临界事故报警系统合适的报警阈值,需选用相似的基准实验进行验证。根据设备室临界事故报警系统的特征,构建了简易模型和具有代表性的包含多个设备的虚拟设备室模型。针对固定源问题,在蒙卡程序(RMC)中实现了基于... 详细信息

为了确定用于场所监测的临界事故报警系统合适的报警阈值,需选用相似的基准实验进行验证。根据设备室临界事故报警系统的特征,构建了简易模型和具有代表性的包含多个设备的虚拟设备室模型。针对固定源问题,在蒙卡程序(RMC)中实现了基于微分算符抽样法计算敏感性系数的功能。随后,运用敏感性和不确定度分析方法对系统间的相似性进行了研究,并深入分析了影响相似性的因素。计算分析结果显示,对于简易模型,源项能谱和混凝土材料对系统间的相似性有较大影响,探测器与内侧墙面之间的混凝土厚度对相似性有一定影响,而源项的几何位置对相似性的影响较小,乏燃料成分对相似性的影响可以忽略不计。根据本文提出的相似性分析流程进行计算得出,简易模型与虚拟设备室模型的相似性较高,基于简易模型的研究结论适用于虚拟设备室模型,可为工程上的临界报警系统相似性研究提供参考。

关键词：固定源相似性敏感性分析不确定度临界事故报警系统