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高速转子试验支座振动优化设计与验证

燃气涡轮试验与研究 2023年第5期36卷 11-16页

作者：聂卫健邓旺群唐虎标刘文魁庄周柱北京航空航天大学能源与动力工程学院北京102206 中国航发湖南动力机械研究所湖南株洲412002 中国航空发动机集团航空发动机振动技术重点实验室湖南株洲412002

针对燃气发生器转子在动力特性试验过程中出现的转接支座振动加速度过大现象,开展原因分析和转接支座振动优化研究。采用有限元法建立了支座模态计算模型,得到前5阶模态振型和频率,确定支座在转子工作转速范围内存在多阶有害共振频率是... 详细信息

针对燃气发生器转子在动力特性试验过程中出现的转接支座振动加速度过大现象,开展原因分析和转接支座振动优化研究。采用有限元法建立了支座模态计算模型,得到前5阶模态振型和频率,确定支座在转子工作转速范围内存在多阶有害共振频率是振动过大的主要原因;设计了3种结构的试验支座并进行了对比分析,对优选支座分别进行了不带燃气发生器转子和带燃气发生器转子的试验验证。结果表明,优选支座在转子工作转速范围内不存在有害共振频率,高转速下的振动加速度大幅降低;研究成果为航空发动机转子动力学试验提供了保障,可推广至其他转子试验支座设计。

关键词：高速转子试验支座动力特性试验振动模态有限元试验验证航空发动机

高速转子系统旋转惯性激励及动力响应特性分析

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高速转子系统旋转惯性激励及动力响应特性分析

悬臂式SGCMG的高速转子的径向振动特性研究

第十届中国航空学会青年科技论坛

作者：陈雪骑李振华马艳红李超洪杰北京航空航天大学能源与动力工程学院北京航空航天大学航空发动机研究院

先进航空发动机不断提高结构效率,逐渐向轻质重载的方向发展,其转子相比传统发动机具有大长径比、高转速的结构/载荷特征,由于转子质量分布相对旋转中心轴的不对称性及其在高速旋转时产生的旋转惯性载荷,转子会在工作过程中发生不可忽... 详细信息

先进航空发动机不断提高结构效率,逐渐向轻质重载的方向发展,其转子相比传统发动机具有大长径比、高转速的结构/载荷特征,由于转子质量分布相对旋转中心轴的不对称性及其在高速旋转时产生的旋转惯性载荷,转子会在工作过程中发生不可忽略的弯曲变形,影响转子的动力响应特性。本文提出了通过质心偏移和主惯性轴倾斜表征转子各结构单元不平衡状态的表征方法,推导了典型转子结构在工作状态下产生的旋转惯性载荷,并分析其对转子动力响应特性的影响。研究表明,高转速下转子结构单元惯性主轴倾斜产生的旋转惯性力矩是转子支点振动响应持续升高的内在力学机制,当结构单元主惯性轴倾斜与质心偏移不在同一平面时,振动响应相位在高转速区间内会随转速发生渐进变化,与传统动力学模型的响应分析有显著差异,为高转速复杂结构转子动力学设计与振动故障排查提供了理论支撑。

关键词：高速转子旋转惯性动力特性转子动力学航空发动机

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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振动与冲击 2014年第5期33卷 200-204页

作者：罗睿智虎刚王全武北京控制工程研究所北京100190 空间智能控制技术重点实验室北京100190 中国长城工业总公司北京100195

悬臂式单框架控制力矩陀螺(SGCMG)的高速转子在运行过程中将会激发复杂的微幅高频振动,迄今对SGCMG的这种振动特性的认识既不准确也不完整。首先,在线性假设的基础上分析了径向振动的来源——静动不平衡量所产生的离心力和力偶以及预紧... 详细信息

悬臂式单框架控制力矩陀螺(SGCMG)的高速转子在运行过程中将会激发复杂的微幅高频振动,迄今对SGCMG的这种振动特性的认识既不准确也不完整。首先,在线性假设的基础上分析了径向振动的来源——静动不平衡量所产生的离心力和力偶以及预紧轴承滚动面的几何误差产生的预紧力的波动;其次,在结构的基础上利用分析力学的方法得到了悬臂式高速转子的径向振动模型——相互耦合的二阶常微分方程组;最后,通过数值仿真和测试结果的对比验证了分析的合理性和模型的有效性。

关键词：单框架控制力矩陀螺高速转子动力学建模高频振动 single gimbal control moment gyroscope (SGCMG )

基于动力学方程及几何模型的高速转子动力学特性

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华中科技大学学报（自然科学版） 2006年第10期34卷 74-76页

作者：蒋炎坤华中科技大学能源与动力工程学院湖北武汉430074

对基于动力学方程的高速转子数学模型,用传递矩阵法进行了计算,以HFD型锭子为例获得了各阶固有频率及其相应主振型;基于计算机几何模型,通过ADAMS软件平台获得了锭杆杆端具有偏心激励时的振幅曲线.结果表明,转子工作转速在第一、第二阶... 详细信息

对基于动力学方程的高速转子数学模型,用传递矩阵法进行了计算,以HFD型锭子为例获得了各阶固有频率及其相应主振型;基于计算机几何模型,通过ADAMS软件平台获得了锭杆杆端具有偏心激励时的振幅曲线.结果表明,转子工作转速在第一、第二阶临界转速范围之间,若想将转速从18 000 r/min提高到25 000 r/min,则必然跳过第二阶临界转速,但受转子本身结构所限制,一般不可跳过第二阶临界转速;否则,有可能使上轴承中的油膜被击穿,噪声、功率随速度的增加而急剧上升;只有通过结构改进设计才有可能提高其转速.

关键词：动力学方程几何模型高速转子

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SGCMG高速转子无位置传感器控制

中国空间科学技术 2013年第6期33卷 26-32,40页

作者：鲁明田利梅李连香翟百臣胡跃伟北京控制工程研究所北京100190

采用无位置传感器控制的单框架控制力矩陀螺(SGCMG)高速转子系统可以降低整机复杂度,提高整机可靠性。文章设计了适用于半桥驱动无刷直流电机的反电势位置检测方法和干扰去除方法,无需滤波电路,位置检测精度高。在开环起动阶段,提出了... 详细信息

采用无位置传感器控制的单框架控制力矩陀螺(SGCMG)高速转子系统可以降低整机复杂度,提高整机可靠性。文章设计了适用于半桥驱动无刷直流电机的反电势位置检测方法和干扰去除方法,无需滤波电路,位置检测精度高。在开环起动阶段,提出了适用于大惯量比负载的"预定位—恒流升频起动—转速估计起动—切换"的四段式起动方法,提高了起动过程的可靠性。通过仿真和试验验证了方法的有效性,实现了SGCMG无位置传感器高速转子系统的高可靠起动和高精度控制。

关键词：单框架控制力矩陀螺高速转子无位置传感器反电势检测开环起动

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航空发动机高速转子动应力测量研究

航空动力 2022年第1期 63-66页

作者：胡国安李坚李平君范健学中国航发动研所

航空发动机零部件的工作环境十分恶劣,尤其是涡轴、涡桨等中小型发动机的动应力测量,需解决高温、高转速、富油、引线空间狭小等技术难题。以涡轴发动机压气机叶片为例,其多级轴流叶片小而薄,有的叶片甚至比剃须刀刀片还小。

关键词：涡轴发动机航空发动机压气机叶片动应力测量发动机零部件高速转子涡桨剃须刀

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高速转子的轴向振动分析及优化验证

轴承 2015年第10期 20-23页

作者：姜维孟庆伟陈茂胜杨虎洛阳轴研科技股份有限公司河南洛阳471039 河南省高性能轴承技术重点实验室河南洛阳471039 滚动轴承产业技术创新战略联盟河南洛阳471039 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所小卫星技术国家地方联合工程研究中心长春130033

控制力矩陀螺作为姿态控制系统的执行机构,其核心单元——高速转子在工作过程中产生的轴向振动会影响系统的控制精度,通过分析高速转子产生轴向振动的原因,提出了降低其轴向振动的措施和方法,通过试验验证了其有效性和合理性。

关键词：高速转子控制力矩陀螺轴向振动放大因子

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高速转子动平衡补偿技术研究

起重运输机械 2008年第9期 61-64页

作者：蒋红琰无锡市惠山区藕塘镇无锡技师学院机电系 214153

在对高速回转系统进行平衡措施以减少振动量的研究中,结合电磁式间接在线动平衡头和电磁式在线混合动平衡头的优点,开发一种节能的高速转子在线动平衡补偿装置;利用电磁场的耦合作用,无接触地在加重平面处形成与所需离心力等效的旋转电... 详细信息

在对高速回转系统进行平衡措施以减少振动量的研究中,结合电磁式间接在线动平衡头和电磁式在线混合动平衡头的优点,开发一种节能的高速转子在线动平衡补偿装置;利用电磁场的耦合作用,无接触地在加重平面处形成与所需离心力等效的旋转电磁力,实现在线实时精密补偿;并运用影响系数法控制策略,利用旋转极坐标合成矢量力,使转子质心落回旋转中心;同时,时空旋转电磁力消失,转子系统在极坐标合成力的作用下实现最终动平衡。

关键词：在线动平衡高速转子旋转电磁力影响系数法联合仿真

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高速可拆卸转子止口连接结构稳健性设计方法

航空动力学报 2017年第7期32卷 1754-1761页

作者：岳伟梅庆张大义洪杰北京航空航天大学能源与动力工程学院北京100191 中国航空发动机集团有限公司湖南动力机械研究所湖南株洲412002

采用止口连接结构,提出了可拆卸转子结构设计方案。通过分析止口结构刚度损失模型,得到了连接机构对转子整体刚度的影响加速增加的特征。进而通过非线性有限元接触分析,得到其刚度稳健性设计方法。结果表明:增大止口局部刚度,连接结构... 详细信息

采用止口连接结构,提出了可拆卸转子结构设计方案。通过分析止口结构刚度损失模型,得到了连接机构对转子整体刚度的影响加速增加的特征。进而通过非线性有限元接触分析,得到其刚度稳健性设计方法。结果表明:增大止口局部刚度,连接结构设计时避免弯曲应变能集中,保证弯曲临界转速距工作转速有20%裕度,这样可以提高转子的刚度稳健性;止口连接设计为紧度配合,提高轴向压紧力,优化止口局部结构等方法,这样可以提高转子的接触状态稳健性。

关键词：高速转子止口连接结构刚度损失接触状态稳健性设计