含裂纹故障的航空发动机转子系统动力学特性分析

摘要：

针对某含有呼吸裂纹故障的航空发动机高压转子系统,研究了系统的动力学特性.考虑裂纹转子的时变特性,推导了裂纹转子的刚度矩阵,考虑重力及不平衡激励,采用转子动力学有限元法建立了系统的动力学方程.采用谐波平衡法对方程进行近似求解,给出了不同裂纹深度下的三维幅频图,表明在临界转速和1/n(n=2,3,4)倍临界转速处均有峰值出现;分析了裂纹深度、裂纹位置对系统振动响应的影响,表明位于跨中的深裂纹影响最大;计算了系统在升速过程中的三维频谱图,结果表明二倍频、三倍频、四倍频成分明显.用Newmark-β数值方法验证了计算结果的正确性.提出的空心轴呼吸裂纹的建模方法为航空发动机转子系统裂纹故障的非线性动力学分析提供了理论指导.

关键词：航空发动机裂纹转子、呼吸裂纹、有限元法、谐波平衡法

所属期刊栏目：37

分类号：V231.96(航空发动机（推进系统）)

资助基金：国家重点基础研究发展计划2015CB057400;国家自然科学基金11602070;中国博士后科学基金2016M590277

在线出版日期：2018-06-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：40-46