轉子系統動力學建模及不平衡量識別方法研究.pdf

1、轉子系統是航空發(fā)動機的核心部件，其動力學特性對發(fā)動機的性能和可靠性有著重要的影響。在航空發(fā)動機設計過程中，需要準確的預測轉子系統的動力學特性，而轉子系統的動力學特性與轉子、支承座等有直接的關系。因此，本文以轉子-支承系統為研究對象，在對角接觸球軸承動剛度等性能參數分析的基礎上，結合模型修正技術，建立了準確的轉子-支承系統的有限元模型，并進一步研究了基于模型的轉子不平衡量識別方法。
　　本文首先對比分析了滾動軸承的建模方法，在此基礎

2、上采用擬動力學方法建立了角接觸球軸承的力學分析模型。考慮滾動體的離心力、陀螺力矩等因素分析了不同轉速對軸承接觸角、接觸載荷、接觸變形以及動剛度的影響規(guī)律，并且采用了角接觸球軸承動剛度的等效測試方法，對角接觸球軸承的動剛度進行了測試，識別出了較為準確的支承動剛度。其次建立了轉子-輪盤結構的有限元模型，采用試驗模態(tài)數據進行了有限元模型修正，使修正后的有限元模型的分析結果與試驗結果相一致，更加真實的反應出結構的動力學特性，獲得了更為準確的有限

3、元模型。在此基礎上，考慮支承剛度隨轉速的變化，建立了轉子-支承系統的有限元模型，分析了支承動剛度與靜剛度對轉子-支承系統臨界轉速的影響?；谛拚蟮霓D子-支承系統的有限元模型，分析了基于模型的不平衡量識別方法，依次采用Huber-M估計法和Tukey-M估計法，快速準確的識別出了不平衡量的大小、相位以及作用位置。為了驗證估計方法的魯棒性，在仿真計算的振動位移響應數據中加入不同程度的噪聲，對比分析了Huber-M估計法和Tukey-M估計

4、法對不同信噪比噪聲信號的識別結果，分析結果顯示出Huber-M估計法對噪聲信號的抗干擾能力優(yōu)于Tukey-M估計法，在噪聲比較大的情況下，依然能夠獲得較為準確的估計結果。最后通過轉子試驗臺，利用實測的轉子系統支承處的不平衡響應信號，結合有限元模型，進行了不平衡量識別的試驗驗證。試驗結果表明利用混入噪聲的測試數據，可以較為準確地識別出轉子系統的不平衡量，并對修正前后有限元模型的識別結果進行了試驗對比，利用修正后的有限元模型進行不平衡量識別