一种发动机动力涡轮细长悬臂转子动力学设计方法技术

本发明专利技术公开了一种发动机动力涡轮细长悬臂转子动力学设计方法，涉及航空发动机转子动力学技术领域。从设计的角度结合动力涡轮细长悬臂转子的结构和动力学特性，最大限度的减小因质量增加带来的不利影响，同时增大轴的刚度，对关键敏感结构参数进行优化。能够快速迭代出满足临界转速的动力涡轮轴结构。本发明专利技术设计方法简单，非常适合工程设计应用，适用范围广，可用于航空发动机、燃气轮机悬臂转子

A dynamic design method for slender cantilever rotor of engine power turbine

【技术实现步骤摘要】
一种发动机动力涡轮细长悬臂转子动力学设计方法


[0001]本专利技术属于航空发动机和燃气轮机转子动力学
，涉及一种悬臂转子动力学设计方法，尤其涉及一种发动机动力涡轮细长悬臂转子动力学设计方法。

技术介绍

[0002]动力涡轮位于涡轴发动机核心机下游，主要由动力涡轮、涡轮轴及功率输出轴组成。动力涡轮转子由于其结构上的差异，转子质量主要集中于动力涡轮端，转子
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支承系统为典型的细长悬臂转子，其动力特性具有很显著的特点。
[0003]对于动力涡轮轴这样细长的柔性转子系统，在设计过程中若按传统转子采取增强轴的刚性来优化动力学特性，增强动力涡轮转子刚性的同时会增加悬臂端质量，导致对调整临界转速的作用则很微弱，同时也会使转子刚体振型弯曲应变能过大，呈现弯曲较大的振型，对振动不利。另外，当涡轴发动机的总体方案已经确定的情况下，只能在有限的范围内进行结构参数优化，使动力涡轮临界转速优化更加困难。此时，就亟需提出一种更优的发动机动力涡轮悬臂转子动力学设计方法。

技术实现思路

[0004](一)要解决的技术问题...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机动力涡轮细长悬臂转子动力学设计方法，其特征在于，该设计方法主要包括以下步骤：SS1.基于发动机动力涡轮悬臂转子结构的几何模型，建立动力涡轮转子动力学模型，对动力涡轮转子
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支承系统进行临界转速计算，通过调节靠近动力涡轮转子悬臂端支点的支承刚度，使动力涡轮转子刚体振动临界转速低于慢车转速，判断动力涡轮转子弯曲临界转速是否满足转子动力学安全裕度，若否，则进入步骤SS2，若是则进入步骤SS5；SS2.适当沿轴向移动动力涡轮轴中心孔内实心部分，判断动力涡轮转子弯曲临界转速是否满足转子动力学安全裕度，若否，则进入步骤SS3，若是则进入步骤SS5；SS3.根据总体布局，保持动力涡轮轴厚度不变，适当同时增大动力涡轮轴外径和内径，判断动力涡轮转子弯曲临界转速是否满足转子动力学安全裕度，若否，则进入步骤SS4，若是则进入步骤SS5；SS4.保持动力涡轮轴外径不变，适当增大动力涡轮轴的内径，但动力涡轮轴的厚度不得小于强度设计最小厚度，判断动力涡轮转子弯曲临界转速是否满足转子动力学安全裕度，若否，则进入步骤SS3，若是则进入步骤SS5；SS5.在动力涡轮转子最大应变能密度位置处，沿轴向在动力涡轮轴的内壁设置若干个凹槽，判断动力涡轮转子弯曲临界转速是否满足转子动力学安全裕度，若否，则进入步骤S...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙涛，冯引利，蒋文婷，刘棣，李佳琦，莫古云，钟文元，
申请(专利权)人：中国科学院工程热物理研究所，
类型：发明
国别省市：