航空发动机实验台结构设计及牵引联轴器不对中分析

摘要

本文针对航空发动机转子系统振动实验的需求，设计搭建了适应由电机拖动的高转速航发振动测试实验台，并对电机输出轴用于牵引发动机转子的联轴器可能出现的不对中问题进行了研究分析。
　　首先，对实验台的结构进行设计。包括支撑结构设计及力学分析、防护装置设计、发动机改造、动力选择、连接方式的选择和设计、测控系统安排等。设计主要由结构设计、CAD三维建模及 ANSYS有限元仿真完成。
　　其次，对设计进行加工安装，搭建完成后进行调试及使用 LMS系统对支撑结构进行力锤法模态试验，得到一阶固有频率218.85 Hz，在发动机期望工作频率150Hz之外，验证了支撑结构的动力学性能满足使用要求。
　　最后，对发动机牵引位置可能出现的联轴器不对中问题进行分析。在实验台设计及安装过程中，甚至在非线性动力学领域内，联轴器不对中都是一个非常值得关注的问题，本文根据能量法建立了简化模型，使用4阶定步长Runge-Kutta方法对联轴器不对中现象进行仿真及分析，发现不对中显著增加了2倍频成分，并通过一定的实验进行了验证。对实验台故障诊断及转子振动测试实验提供了一定的技术支持。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状和分析

1.3 论文主要内容安排

第2章 航空发动机实验台结构设计

2.1 引言

2. 2 实验台总体设计

2. 3 动力系统设计

2. 4 发动机支撑结构设计及有限元仿真

2. 5 测控系统设计

2. 6 防护装置设计

2.7 发动机实验台设计总结

2. 8 本章小结

第3章 实验台加工安装及试验

3.1 引言

3. 2 实验台加工及安装

3. 3 发动机支撑结构模态试验设备

3.4 基于LMS系统的模态测试方案及模型

3.5 基于LMS Test.Lab系统的模态试验

3. 6 本章小结

第4章 联轴器不对中故障研究

4.1 引言

4. 2 联轴器不对中简介

4. 3 双转子系统简化模型

4. 4 双转子系统模型数值仿真

4. 5 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢