【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种弹性环式挤压油膜阻尼器的动态油膜间隙计算方法，属于航空发动机的主支承。
技术介绍
1、航空发动机主支承是产生转子系统非线性振动的主要因素，它对整机的动力性能和飞行安全起着决定性影响。为了有效抑制转子-轴承系统的非线性激励，通常在主支承配置挤压油膜阻尼器，尤其是弹性环式挤压油膜阻尼器，因弹性环产生径向弯曲变形，自动调整内、外腔的油膜间隙，使发动机在整个工作转速内的油膜刚度和阻尼系数线性化，从而显著衰减转子系统在极端工况下的高动载荷。
2、弹性环结构导致挤压油膜阻尼器建模和性能分析复杂。在轴颈偏心载荷和油膜压力相互作用下，弹性环产生结构变形。变形的影响因素涉及结构力学、传热学和流体力学等多学科理论，高精度计算弹性环变形异常困难。同时，挤压油膜的动压特性与油膜间隙紧密相关，因弹性环相对轴承座不旋转，计算其变形通常以一固定的凸台位置作为周向起点，但挤压油膜间隙始终以最大油膜间隙位置为起点，此起点随轴颈状态动态变化，因此，为正确计算内、外腔的动态油膜间隙，需解决弹性环变形与挤压油膜间隙在同一周向位置叠加相容问题。
3、目前计算弹性环变形的主要方法有解析法和有限元法，解析法中工业标准模型、直杆模型和简支梁模型可定量分析弹性环的变形，但模型受一定应用条件的限制，要求激励的幅度低于凸台高度的25％，且计算的结果离散度大；利用有限元法计算弹性环变形，有利于施加边界约束和揭示变形的细节，但求解双向流固耦合场效率低，计算的结果不具有通用性。另一方面，当前研究挤压油膜阻尼器的性能，仅针对特定的轴颈运动状态计算静
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种弹性环式挤压油膜阻尼器的动态油膜间隙计算方法，以解决目前计算方法中的弹性环变形计算精度低、仅能针对特定轴颈方位角计算静态油膜间隙和分析油膜动压特性的问题。
2、本专利技术为解决上述技术问题而提供一种弹性环式挤压油膜阻尼器的动态油膜间隙计算方法，该方法包括以下步骤：
3、1)计算弹性环各扇形环段在轴颈偏心和内、外腔油膜压力差作用下的弯曲变形，通过依序组合以得到弹性环变形序列，该变形序列以选定的第一外凸台作为起点；
4、2)以最大油膜间隙位置作为周向起点，计算无弹性环式挤压油膜阻尼器的油膜间隙，该油膜间隙随轴颈位置动态变化；
5、3)根据轴颈方位角所处的位置，利用移相法对所得到的弹性环变形序列进行移相，以实现弹性环变形序列与步骤2)得到的油膜间隙在周向位置相对应；
6、4)将移相后的弹性环变形序列与步骤2)得到的油膜间隙进行叠加，以得到弹性环式挤压油膜阻尼器的动态油膜间隙。
7、进一步地，所述步骤3)中移相法的移相过程为：
8、a.计算最大油膜间隙起点与所选定的第一外凸台起点之间的夹角，根据挤压油膜的周向网格总数m确定该夹角所包含的网格数δm，每个网格代表一个计算，弹性环变形值的个数以及挤压油膜的周向网格总数均为m；
9、b.当轴颈方位角处于第一或者第四象限时，最大油膜间隙起点滞后弹性环变形起点，将弹性环变形序列中的第m-δm+1点至第m点整体向前移相δm；
10、c.当轴颈方位角处于第二或者第三象限时，最大油膜间隙起点超前弹性环变形起点，将弹性环变形序列中的第1点至第δm点整体向后移相δm。
11、进一步地，所述步骤2)中计算无弹性环式挤压油膜阻尼器油膜间隙所采用的计算公式为：
12、h＝c+ecosθ
13、其中c为油膜半径间隙，e为轴颈偏心距，θ为从最大油膜间隙位置开始度量的周向角度。
14、进一步地，所述步骤1)是将弹性环划分成多个扇形环段，计算每个扇形环段的弯曲变形，将得到的各扇形环段的弯曲变形进行组合，以得到弹性环变形序列，其中每个扇形环段包含一个完整的内凸台和两半外凸台。
15、进一步地，所述步骤1)中每个扇形环段的弯曲变形是基于薄壁环平面弯曲理论计算得到的。
16、进一步地，每个扇形环段的弯曲变形的计算过程如下：
17、根据作用于内凸台中心的轴颈偏心载荷、内、外腔油膜压力差建立扇形环段的变形方程；
18、利用解析法求解变形方程，以得到扇形环段的弯曲变形。
19、进一步地，计算弹性环扇形环段的弯曲变形的公式为：
20、
21、其中，he为弹性环的弯曲变形，γ为变形截面的角位置，fi为作用扇形环段的外载荷，r为弹性环的平均曲率半径，e为材料的弹性模量，iz为轴向截面惯性矩，n为弹性环的内凸台总数。
22、进一步地，每个扇形环段中外凸台支承段的弯曲变形用0值补齐，补0的个数等于外凸台台宽所占的周向网格数。
23、进一步地，当轴颈方位角处于第一或者第四象限时，叠加步骤2)中得到的油膜间隙，获得内腔和外腔的动态油膜间隙分别为：
24、hi＝hi+he(ⅰ,ⅳ)
25、ho＝c-he(ⅰ,ⅳ)
26、当轴颈方位角处于第二或者第三象限时，叠加步骤2)中得到的油膜间隙，获得内腔和外腔的动态油膜间隙分别为：
27、hi＝hi+he(ⅱ,ⅲ)
28、ho＝c-he(ⅱ,ⅲ)
29、其中hi为内腔动态油膜间隙，ho为外腔动态油膜间隙，c为油膜半径间隙，he(ⅰ,ⅳ)为轴颈方位角处于第一或者第四象限时移相后的弹性环变形序列，he(ⅱ,ⅲ)为轴颈方位角处于第二或者第三象限时移相后的弹性环变形序列。
30、本专利技术的有益效果是:本专利技术通过单元法解析计算弹性环的弯曲变形，利用移相法实现弹性环变形序列与油膜间隙在对应周向位置叠加，以得到任意轴颈状态的动态油膜间隙。可见本专利技术提高了弹性环变形的计算精度，解决了因外作用载荷复杂而难于整环变形计算问题，克服了有限元结果所不具有的通用性；同时提供动态油膜间隙，克服了传统上仅能针对特定轴颈状态计算静态油膜间隙和分析动压特性的局限性。
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1.一种弹性环式挤压油膜阻尼器的动态油膜间隙计算方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的弹性环式挤压油膜阻尼器的动态油膜间隙计算方法，其特征在于，所述步骤3)中移相法的移相过程为：
3.根据权利要求1所述的弹性环式挤压油膜阻尼器的动态油膜间隙计算方法，其特征在于，所述步骤2)中计算无弹性环式挤压油膜阻尼器油膜间隙所采用的计算公式为：
4.根据权利要求1所述的弹性环式挤压油膜阻尼器的动态油膜间隙计算方法，其特征在于，所述步骤1)是将弹性环划分成多个扇形环段，计算每个扇形环段的弯曲变形，将得到的各扇形环段的弯曲变形进行组合，以得到弹性环变形序列，其中每个扇形环段包含一个完整的内凸台和两半外凸台。
5.根据权利要求4所述的弹性环式挤压油膜阻尼器的动态油膜间隙计算方法，其特征在于，所述步骤1)中每个扇形环段的弯曲变形是基于薄壁环平面弯曲理论计算得到的。
6.根据权利要求5所述的弹性环式挤压油膜阻尼器的动态油膜间隙计算方法，其特征在于，每个扇形环段的弯曲变形的计算过程如下：
7.根据权利要求6所
8.根据权利要求4所述的弹性环式挤压油膜阻尼器的动态油膜间隙计算方法，其特征在于，每个扇形环段中外凸台支承段的弯曲变形用0值补齐，补0的个数等于外凸台台宽所占的周向网格数。
9.根据权利要求2所述的弹性环式挤压油膜阻尼器的动态油膜间隙计算方法，其特征在于，当轴颈方位角处于第一或者第四象限时，叠加步骤2)中得到的油膜间隙，获得内腔和外腔的动态油膜间隙分别为：
...【技术特征摘要】
1.一种弹性环式挤压油膜阻尼器的动态油膜间隙计算方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的弹性环式挤压油膜阻尼器的动态油膜间隙计算方法，其特征在于，所述步骤3)中移相法的移相过程为：
3.根据权利要求1所述的弹性环式挤压油膜阻尼器的动态油膜间隙计算方法，其特征在于，所述步骤2)中计算无弹性环式挤压油膜阻尼器油膜间隙所采用的计算公式为：
4.根据权利要求1所述的弹性环式挤压油膜阻尼器的动态油膜间隙计算方法，其特征在于，所述步骤1)是将弹性环划分成多个扇形环段，计算每个扇形环段的弯曲变形，将得到的各扇形环段的弯曲变形进行组合，以得到弹性环变形序列，其中每个扇形环段包含一个完整的内凸台和两半外凸台。
5.根据权利要求4所述的弹性环式挤压油膜阻尼器的动态油膜间隙计算方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨小民，蒋炳珍，许本胜，李保郴，
申请(专利权)人：桂林航天工业学院，
类型：发明
国别省市：
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