带中介支点的四支点双转子动力特性优化

摘要

本文对国内外多种军用和民用发动机支承方案进行了对比分析，针对四支点对转双转子—支承系统进行了动力特性的计算分析和优化。通过研究分析得出了以下成果或结论：
　　1、通过拟模态综合法和传递矩阵法对双转子—支承系统进行了转子动力特性的计算分析，通过计算和分析发现：内转子为主激励的一阶临界转速振型主要表现为低压涡轮转子弯曲，高压转子基本为刚体振型，而二阶临界转速振型则以高压转子后支点振动为主，低压转子出现了部分弯曲，高压转子基本为刚体振型，高压转子后支点位移较大。此外，转子系统的前两阶临界转速相对较低，便于超越。
　　2、通过支承刚度的调整，对四支点双转子系统临界转速进行了优化。在设计点处计算了支承刚度对系统临界转速的敏感性，以及支承刚度对优化目标函数的敏感性。并在上述计算的基础上，通过改变系统支承刚度对双转子—支承系统的临界转速进行了优化，使之避开了频率禁区。计算结果表明，以支承刚度敏感性为依据，指导系统临界转速优化是切实有效的。通过这种方法只需采用两处弹性支承就能达到预期目标，这对于实际发动机的减重、单元体设计以及结构的简单化都大有益处。
　　3、通过临界转速下不平衡响应优化的研究发现，临界转速下不平衡响应对不同支承阻尼的敏感性有很大的差别。通过敏感性分析可以有效的指导支承阻尼的调整，为工作转速下不平衡响应优化提供方向性的指导。此外，通过对比支承I和IV的目标函数—阻尼曲线发现，优化以后，支承IV的阻尼可以有较大的变化而不至引起振动水平较大的变化，而支承I则没有这个特性。所以工程上选用支承阻尼时，对支承IV的阻尼选取可以不那么严格，而对支承I的阻尼的选取则要慎重。

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图表清单

注释表

第一章 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文研究的目的及意义

1.4 本文主要研究内容

第二章 双转子支承方案选取

2.1 高压转子支承方案讨论

2.2 低压转子支承方案

2.3 支承方案讨论

2.4 四支点和五支点支承方案对比

2.5 单元体设计

2.6 本章小结

第三章 转子临界转速计算

3.1概述

3.2临界转速计算方法

3.3临界转速的计算分析

3.4 本章小结

第四章 临界转速优化

4.1目标函数与约束条件处理

4.2优化方法

4.3优化处理技巧

4.4.优化设计计算

4.5小结

第五章 阻尼优化计算

5.1、不平衡响应计算

5.2、最优阻尼的概念

5.3、支承阻尼优化设计

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1本文的主要研究内容及结论

6.2 研究展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文

附录