加急见刊

高速转子系统支承结构及力学特性设计方法

洪杰; 宋制宏; 王东; 马艳红 北京航空航天大学能源与动力工程学院; 北京100191; 先进航空发动机协同创新中心; 北京100191; 中国航空发动机集团有限公司沈阳发动机研究所; 沈阳110015

摘要：针对航空发动机高速转子系统支承结构及力学特性设计问题,开展支承结构约束特性(支点位置和支承刚度)对转子系统刚度及转子动力学特性的影响分析,建立转子支承结构约束特性与转子力学特性关联力学模型。通过对转子系统支承结构特征参数与刚度特性、振动特性等力学特性的关联性分析,定量描述了转子支承约束特征及惯性载荷对转子系统动力学特性的影响规律,在此基础上,提出了基于转子变形控制的支承约束特性与转子力学特性一体化设计方法。仿真计算结果表明:对于高速转子系统可以通过对支点位置及支承约束刚度的设计,调整转子弯曲变形和临界转速的分布特征,使其在通过或靠近弯曲振型临界转速的高转速工作状态下,具有足够的安全裕度。这种通过结构特征参数的变化,优化转子系统力学特性的方法,对航空发动机总体结构布局及动力学设计具有重要的工程参考价值。

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