航空發(fā)動機靜子系統(tǒng)振動特性分析.pdf

1、航空發(fā)動機是高推重比的高速彈性轉(zhuǎn)動機械，它直接影響飛機的性能和可靠性，進而影響飛機運行的安全穩(wěn)定性。針對某型號航空發(fā)動機在試飛實驗中發(fā)生過數(shù)次發(fā)動機故障，造成試飛事故，導(dǎo)致嚴(yán)重的損失。通過診斷航空發(fā)動機工作事故的原因，發(fā)現(xiàn)多數(shù)是由于振動引起的，因此進行振動特性分析勢在必行。
　　 本文選擇的振動分析方法是實驗和有限元計算相結(jié)合的方式，其基本思路是以測試的模態(tài)參數(shù)為基準(zhǔn)，修正不準(zhǔn)確的有限元模型，使其計算結(jié)果與測試數(shù)據(jù)一致。

2、　　 由于發(fā)動機結(jié)構(gòu)復(fù)雜，很難直接建立有限元計算模型。首先，在保證力學(xué)關(guān)系不變的情況下，根據(jù)現(xiàn)場實測，應(yīng)用質(zhì)量和剛度等效原則，對整機系統(tǒng)進行了物理模型的簡化。其次，應(yīng)用有限元中的超單元、多點約束(MPC)、自適應(yīng)方法和人工網(wǎng)格修正方法，建立較精確的發(fā)動機有限元計算模型，同時應(yīng)用APDL語言編寫了建模的程序。
　　 在整機靜力分析過程中，對模型進行靜力計算，進而精確分析了該結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分布。在有限元模態(tài)分析中，采用子結(jié)構(gòu)模態(tài)綜合法

3、，計算出整機的振動參數(shù)并給出模態(tài)計算的彩色云圖和內(nèi)部振動特征。同時在振動測試實驗中，對傳遞函數(shù)進行分析，得到各段組件和整機的模態(tài)參數(shù)。
　　 結(jié)合實驗測得的各階固有頻率和振型來對比模態(tài)分析計算值，通過自由度匹配技術(shù)和相關(guān)性分析，利用APDL語言對有限元模型進行修改，最終使模型的模態(tài)置信度(MAC)達到0.9以上，滿足分析要求，即計算結(jié)果與實驗結(jié)果相吻合。用驗證后的有限元模型進行瞬態(tài)分析，求解出振動的響應(yīng)規(guī)律并給出振動曲線，分析振