同轴对转双转子虚拟动平衡原理及方法研究
同轴对转螺旋桨转子结构复杂，叶片较多，常伴有齿轮传动，极易产生质量不平衡，引发转子间振动，转子间由中介轴承和齿轮相连，致使振动相互耦合，无法确定振源，而国内现场大多采用离线式动平衡方法进行配平，需要启停设备多次，造成经济效益下降。还有一些特殊的转子系统不能安装键相传感器，使其动平衡过程中缺失相位信息，给维修带来一定困难。因此本课题以同轴对转转子动力学性能研究为对象，开展同轴对转双螺旋桨转子仿真分析、实验验证以及无键相虚拟动平衡算法研究，主要研究内容如下: (1)阐述了虚拟动平衡的有限元法的基本原理，介绍了常用的虚拟动平衡法即影响系数法的推导，介绍了虚拟动平衡的常用软件，对某型航空发动机同轴对转螺旋桨单输入双输出的原理进行了剖析。 (2)开展了单转子无键相虚拟动平衡方法的研究，阐述了基于粒子群或神经网络的动平衡方法，对两种算法分别进行了仿真验证都取得了不错的降振效果，最后总结对比了这两种算法。 (3)建立了某型航发同轴对转转子的仿真模型，对各个转动件按一定准则进行简化，探究了转子模型的动力学性能，以及轴承、齿轮刚度变化对转子系统的影响。 (4)针对基于粒子群的无键相虚拟动平衡算法，在实验台转子上进行了验证，能在没有转速信号的前提下，一次试重就能完成对不平衡量的配平，且减振效果可达95％。 (5)搭建了同轴对转实验台，并建立其有限元模型，对其进行了仿真分析，了解了其动力学性能和同轴对转的规律，最后进行了实验验证。
螺旋桨;航空发动机;同轴对转;动力学分析;虚拟动平衡;神经网络
北京化工大学
硕士
机械工程
陈立芳
2021
中文
V211.44
2021-09-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）