轉(zhuǎn)子系統(tǒng)復(fù)雜動(dòng)態(tài)特性的響應(yīng)面法研究.pdf

1、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的重要組成部分，如何快速、高效地找出影響轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)響應(yīng)特性的關(guān)鍵因素，設(shè)計(jì)出滿足性能要求的結(jié)構(gòu)和解決各類轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)故障，是現(xiàn)今航空領(lǐng)域?qū)＜液蛯W(xué)者針對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方面的一個(gè)研究方向。
　　針對轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)問題求解時(shí)間長和計(jì)算規(guī)模大的問題，本文提出將響應(yīng)面法用于求解轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)特性，結(jié)合試驗(yàn)設(shè)計(jì)、函數(shù)擬合和有限元仿真計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速特性和葉片-機(jī)匣碰摩熱-結(jié)構(gòu)耦合動(dòng)力學(xué)響應(yīng)特性的響應(yīng)面法研究。具

2、體研究內(nèi)容歸納如下：
　　（1）總結(jié)了響應(yīng)面分析中常用的方法及其適用范圍和特點(diǎn)，為后面選取合適的試驗(yàn)點(diǎn)篩選準(zhǔn)則和響應(yīng)面函數(shù)擬合方法，以及進(jìn)行轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速特性和葉片-機(jī)匣碰摩熱-結(jié)構(gòu)耦合動(dòng)力學(xué)響應(yīng)特性的響應(yīng)面分析做準(zhǔn)備；
　?。?）將響應(yīng)面法引入到轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速特性的求解中，把結(jié)構(gòu)復(fù)雜、具有較多自由度的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)有限元模型用響應(yīng)面模型代替，給出了一種求解變軸徑轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速特性的響應(yīng)面方法。以轉(zhuǎn)子系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)參數(shù)為設(shè)計(jì)變量，

3、以一階臨界轉(zhuǎn)速值為響應(yīng)，進(jìn)行試驗(yàn)點(diǎn)篩選和響應(yīng)面函數(shù)擬合，建立了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速的響應(yīng)面模型。通過對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速特性進(jìn)行靈敏度分析，獲取關(guān)鍵因素對臨界轉(zhuǎn)速的影響；
　　（3）研究了摩擦熱-結(jié)構(gòu)耦合場的分析方法及流程，基于旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的Fourier方程，建立了葉片與機(jī)匣碰摩的熱-結(jié)構(gòu)耦合模型，采用直接耦合法進(jìn)行葉片-機(jī)匣碰摩熱-結(jié)構(gòu)耦合動(dòng)力學(xué)響應(yīng)特性研究。通過與不考慮溫度效應(yīng)時(shí)的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比，可以看出溫度效應(yīng)對結(jié)構(gòu)應(yīng)力場具