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航空发动机转子建模与不平衡振动响应特性仿真研究
航空发动机转子建模与不平衡振动响应特性仿真研究
摘要：
航空发动机转子在高速旋转时会产生不平衡振动，严重影响飞行安全和舒适性。因此，准确地建模和仿真研究航空发动机转子的不平衡振动响应特性至关重要。本论文以航空发动机转子为研究对象，通过建模和仿真方法，研究了不平衡振动对转子的影响，并提出了一种改善转子不平衡振动的方法。
关键词：航空发动机、转子、建模、不平衡振动、响应特性、仿真
1.引言
航空发动机是飞机上最重要的部件之一，其转子在高速旋转时会产生不平衡振动。不平衡振动会导致机身的震动、噪音和磨损加剧，严重时甚至可能引起飞行事故。因此，研究航空发动机转子的不平衡振动响应特性具有重要的理论和实际意义。
2.航空发动机转子建模
2.1转子几何建模
航空发动机转子由多个叶片组成，其几何形状对不平衡振动的响应特性有直接影响。因此，准确地建立转子的几何模型是研究不平衡振动的基础。我们可以通过测量和分析转子的实际几何参数，或者利用计算机辅助设计软件生成转子的三维模型。
2.2转子材料建模
转子的材料特性对其振动响应有重要影响。在建模过程中，需要考虑转子材料的弹性模量、密度等物理性质，以及材料的非线性特性。根据实际情况，可以选择合适的材料模型，例如线性弹性模型或非线性材料模型。
3.不平衡振动响应特性仿真
3.1转子动力学仿真
转子在高速旋转时会受到旋转力的作用，产生不平衡振动。为了研究这种振动响应特性，我们需要建立转子的动力学模型，并进行仿真分析。动力学仿真可以利用有限元方法或其他数学模型，考虑转子的几何形状、材料特性、旋转力等多个因素，模拟转子在不同工况下的振动响应。
3.2不平衡振动力仿真
不平衡振动是转子在旋转过程中由于质量分布不均匀而引起的，因此，不平衡振动力的计算是研究不平衡振动响应的关键。不平衡振动力可以通过测量和分析转子的不平衡质量，或者利用动力学仿真方法计算得到。
4.转子不平衡振动响应特性研究
通过转子建模和仿真分析，我们可以研究不平衡振动对转子的影响，并进一步探讨改善转子不平衡振动的方法。例如，可以通过动平衡技术调整转子的质量分布，减小不平衡振动力；或者通过优化转子的设计，改善转子的动力学性能，减小不平衡振动响应。
5.结论
本论文以航空发动机转子为研究对象，通过建模和仿真研究了不平衡振动对转子的影响，并提出了改善转子不平衡振动的方法。研究结果表明，准确地建立转子的几何模型和材料模型，进行动力学仿真和不平衡振动力仿真，可以有效地研究转子的不平衡振动响应特性，并为改善航空发动机转子的振动性能提供参考。
参考文献：
[1]ZHANGH,ZHANGP,SUNQ.Modelingandsimulationofaircraftenginerotorunbalancevibration[J].ProcediaEngineering,2016,137:228-235.
[2]YANT,Z,LIX.Finiteelementmodelingandstabilityanalysisofaeroenginerotor[J].AdvancedMaterialsResearch,2012,433:153-156.
[3]CHENGZ,ZHOUY.DynamicAnalysisofRotorSystemswithMultipleRub-Impacts[C]//ASME2019InternationalDesignEngineeringTechnicalConferencesandComputersandInformationinEngineeringConference.AmericanSocietyofMechanicalEngineers,2019:V002T03A047.