高速轉子動平衡的數(shù)值試驗與分析.pdf

1、微型渦輪發(fā)動機在當今世界多領域內(nèi)具有廣闊的開發(fā)和應用前景。微型渦輪發(fā)動機尺寸小，重量輕，轉速高，是一種具有高能量密度和高功率重量比的動力裝置。 本課題研究的微型渦輪發(fā)動機轉子工作在其兩階臨界轉速之上，屬于撓性轉子，但是因為其工作轉速高達120000rpm，與一般的撓性轉子不同。微尺度的特征對加工和裝配精度提出極高的要求，同時也要求具有良好的振動特性，以保證微型渦輪發(fā)動機能夠安全、穩(wěn)定以及精確地運行。因此必須對該高速轉子進行高速動

2、平衡，由于轉子的轉速極高，給電機驅(qū)動、軸承支承、信號采集以及平衡品質(zhì)評定帶來很大的難度。在高速動平衡試驗臺架搭建困難而且缺乏高速動平衡經(jīng)驗的情況下，有必要利用有限元數(shù)值計算技術進行虛擬試驗仿真，這將有助于對該渦輪發(fā)動機高速轉子的轉子動力學特性的了解以及研究動平衡具體實施技術方案?；谟邢拊浖﨧SC.Marc 對該高速轉子進行三維結構建模，采用具有剛度與阻尼特性的彈簧模擬滾動軸承，選取合適的材料特性以及阻尼特性，對整個軸承—高速轉子系統(tǒng)

3、進行有限元物理建模。 首先計算高速轉子靜態(tài)下的固有振動頻率及模態(tài)，然后計算轉子在動態(tài)下的轉子動力學特性，考察轉子旋轉情況下的應力與應變特性、接觸特性以及動態(tài)下的固有振動特性，動態(tài)下的固有振動頻率即動頻。根據(jù)計算發(fā)現(xiàn)該轉子的動頻現(xiàn)象非常明顯，而且得出結論認為當轉速超過100Hz 以上時，動頻因素將不能忽略。通過對該轉子結構的具體分析，從其不平衡影響因素考慮估計該轉子所有結構部件的最大可能不平衡分布，總結出14種不同的平衡工況。選取