航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣模型確認(rèn)與動力學(xué)特性研究.pdf

1、航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣是航空發(fā)動機(jī)的重要組成部分，其動力學(xué)特性對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速以及發(fā)動機(jī)的整機(jī)動力學(xué)特性具有重要影響，準(zhǔn)確建立機(jī)匣的模型是進(jìn)行航空發(fā)動機(jī)整機(jī)動力學(xué)分析的基礎(chǔ)。然而，由于建模過程中的一些不確定性因素，機(jī)匣的有限元分析結(jié)果與試驗結(jié)果之間常常存在一定的偏差。為此，本文以某航空發(fā)動機(jī)機(jī)匣為對象，研究了通過模型確認(rèn)過程來提高有限元分析精度的方法。
　　首先系統(tǒng)的闡述了動力學(xué)模型確認(rèn)過程的基本理論和方法，并著重研究了測試計劃、修

2、正參數(shù)選擇以及模型修正等關(guān)鍵技術(shù)。在測試計劃中，研究了最優(yōu)懸掛位置、測量點以及激勵點選擇的問題。在修正參數(shù)選擇方面，在基于等效模態(tài)應(yīng)變/動能誤差源定位方法的基礎(chǔ)上，提出了結(jié)合實際結(jié)構(gòu)測試數(shù)據(jù)的改進(jìn)方法。在模型修正方面，研究了基于一階優(yōu)化方法進(jìn)行模型修正的技術(shù)。
　　基于以上模型確認(rèn)理論和方法，對一個典型的航空發(fā)動機(jī)螺栓連接機(jī)匣有限元模型進(jìn)行了修正。修正連接機(jī)匣時，采用了分步修正的策略，即首先分別對單個機(jī)匣有限元模型進(jìn)行修正，得到其

3、可靠的有限元模型，然后應(yīng)用裝配結(jié)構(gòu)的模態(tài)測試數(shù)據(jù)著重對連接件進(jìn)行修正，得到修正的裝配結(jié)構(gòu)有限元模型。在模擬螺栓連接時，本文采用了薄層單元建模的方法，通過調(diào)整薄層單元的材料參數(shù)來識別連接處的實際剛度。修正后有限元模型的分析結(jié)果與試驗結(jié)果相一致，可以應(yīng)用在后續(xù)的整機(jī)動力學(xué)分析等方面。
　　最后，通過試驗研究了螺栓連接對連接機(jī)匣動力學(xué)特性的影響。試驗結(jié)果表明連接結(jié)構(gòu)的固有頻率會隨著連接剛度的增大而增大，并會逐漸趨于某一固定值。通過機(jī)匣的