航空發(fā)動機實驗平臺設計及其穩(wěn)定性研究.pdf

1、航空發(fā)動機的研究具有極高的政治、經(jīng)濟和軍事價值。近年來國家對航空領(lǐng)域高度重視，越來越多的高校相繼涉足航空發(fā)動機相關(guān)研究工作，急需借助相關(guān)實驗平臺開展實驗研究。目前國內(nèi)各高校的相關(guān)實驗平臺絕大部分都是航空發(fā)動機的局部模擬，已不能滿足更進一步的研究需求，而基于退役航空發(fā)動機的改造實驗平臺可滿足研究需求?；谕艘酆娇瞻l(fā)動機實驗平臺的設計缺乏可供參考的資料。而基于退役航空發(fā)動機實驗臺沒有了熱能與機械能的轉(zhuǎn)換過程，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的速度還能轉(zhuǎn)多高；轉(zhuǎn)子旋

2、轉(zhuǎn)過程中引入的空氣不經(jīng)過燃燒過程，會對航空發(fā)動機產(chǎn)生怎樣的影響，這些均缺乏理論分析驗證?；诖耍撐拈_展基于退役航空發(fā)動機實驗臺設計工作，并開展其穩(wěn)定性研究，確保所設計實驗臺的可靠性，同時也為航空發(fā)動機動態(tài)特性研究提供參考。
　　本文的主要研究內(nèi)容為：
　　(1)以某型退役航空發(fā)動機為本體，設計可用于多誘因航空發(fā)動機動態(tài)特性實驗驗證的實驗平臺，包括總體方案設計、驅(qū)動方案設計、剖切方案設計、測試方案設計、安全防護方案設計。

3、r>　　(2)以實驗平臺中的航空發(fā)動機為研究對象，通過三維建模軟件CATIA建立該航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子系統(tǒng)、靜子機匣系統(tǒng)及整機三維模型，通過有限元分析軟件對該航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子系統(tǒng)和靜子機匣進行了模態(tài)分析，結(jié)果表明實驗臺所設計轉(zhuǎn)速不在轉(zhuǎn)子系統(tǒng)和靜子機匣的共振區(qū)域內(nèi)。
　　(3)以轉(zhuǎn)子不平衡理論為基礎(chǔ)，建立了轉(zhuǎn)子不平衡動力學模型，通過有限元分析軟件，對該航空發(fā)動機雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)進行了穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)響應分析。在進行穩(wěn)態(tài)響應時通過在轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的不同部位施加

4、不平衡力來分析轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不同部位對不平衡力的響應情況，得出該航空發(fā)動機轉(zhuǎn)子系統(tǒng)在不平衡力的作用下的響應情況，為實驗臺的不平衡激勵下的穩(wěn)定運行提供了參考和依據(jù)。
　　(4)以轉(zhuǎn)子氣動穩(wěn)定性分析理論為基礎(chǔ)，建立了氣流激振力作用下轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性分析的數(shù)學模型，對建立的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)數(shù)學模型進行分析求解，得出在不同轉(zhuǎn)速下氣流激振力對實驗臺轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，驗證了實驗臺在設計轉(zhuǎn)速下的氣流激振穩(wěn)定性。
　　(5)對改造后的某型航空發(fā)動機進行