航空發(fā)動(dòng)機(jī)雙管耦合振動(dòng)的建模與分析.pdf

1、航空發(fā)動(dòng)機(jī)液壓管路系統(tǒng)的振動(dòng)問題主要包括三個(gè)方面的耦合振動(dòng):機(jī)匣與管路之間的耦合振動(dòng)，管路與管路之間的耦合振動(dòng)和輸送流體與管路之間的耦合振動(dòng)。其中對(duì)于單管流固耦合振動(dòng)機(jī)理的研究較為成熟，但由于管路之間的耦合使整個(gè)系統(tǒng)的耦合振動(dòng)非常復(fù)雜，以致單管的流固耦合模型并不能完全支撐工程實(shí)際。因此，研究管路系統(tǒng)中管路與管路之間耦合振動(dòng)的機(jī)理及固有特性有重要意義。
　　本文的研究目的在于明確航空發(fā)動(dòng)機(jī)液壓管路系統(tǒng)的流固耦合振動(dòng)，以及通過卡箍連接

2、的管路與管路之間耦合振動(dòng)的機(jī)理，以解決液壓管路因共振而發(fā)生裂紋和漏油現(xiàn)象進(jìn)而避免事故。本文采用牛頓法建立了航空發(fā)動(dòng)機(jī)液壓管路的單管流固耦合振動(dòng)非線性數(shù)學(xué)模型。在單管模型方程的基礎(chǔ)上，根據(jù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)卡箍的類型，分別建立了基于懸空卡箍與基于接地卡箍的雙管耦合振動(dòng)數(shù)學(xué)模型。在建模中考慮了粘彈性系數(shù)、脈動(dòng)流因素和基礎(chǔ)激勵(lì)的影響并將方程進(jìn)行了無量綱化。以基于懸空卡箍連接的雙管耦合振動(dòng)模型為對(duì)象，通過已經(jīng)建立的非線性數(shù)學(xué)模型進(jìn)行線性化分析，研究管路

3、的質(zhì)量比、流速、流體壓力等參數(shù)以及卡箍剛度對(duì)固有頻率影響。采用Galerkin法對(duì)運(yùn)動(dòng)微分方程進(jìn)行了離散化處理，然后利用模態(tài)函數(shù)的正交性，最終得到了一階微分方程組的標(biāo)準(zhǔn)形式，使用數(shù)值仿真方法得到了各參數(shù)與固有頻率的關(guān)系曲線。利用Matlab軟件數(shù)值模擬了航空發(fā)動(dòng)機(jī)液壓管路的振動(dòng)，得到了系統(tǒng)在不同條件下管路振動(dòng)的時(shí)間響應(yīng)曲線和相平面圖。
　　本文得到的結(jié)論與已有的管路耦合振動(dòng)成果相符合，能夠較好的模擬航空發(fā)動(dòng)機(jī)液壓管路的工作環(huán)境，能