基于模型的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不平衡量識(shí)別的魯棒方法研究.pdf

1、不平衡是造成航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)過大以及產(chǎn)生噪音的主要原因之一，不但直接威脅航空發(fā)動(dòng)機(jī)的安全高效運(yùn)行，而且還會(huì)誘發(fā)其他種類的故障產(chǎn)生。因此，研究柔性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡技術(shù)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)具有重要的意義。
　　柔性轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡方法主要有模態(tài)平衡法和影響系數(shù)法兩類。模態(tài)平衡法需要深入了解轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)及其動(dòng)力特性。影響系數(shù)法啟停車次數(shù)較多，還容易出現(xiàn)影響系數(shù)矩陣的病態(tài)化、平衡校正量不合理等問題。由于影響系數(shù)法與模態(tài)平衡法都存在一些難以克服的缺陷，因此本文開

2、展了基于模型的無試重動(dòng)平衡方法研究。本文首先提出了一種基于Huber-M估計(jì)法的魯棒性識(shí)別算法，只需要利用振動(dòng)數(shù)據(jù)就可以對(duì)轉(zhuǎn)子不平衡量進(jìn)行識(shí)別。該方法不僅能準(zhǔn)確的識(shí)別出不平衡量的大小、相位以及不平衡量在轉(zhuǎn)子中的位置，而且能有效剔除異常數(shù)據(jù)，降低噪聲等的影響。并通過一個(gè)仿真實(shí)例對(duì)方法的魯棒性進(jìn)行了分析。其次建立了實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)有限元模型，并利用模態(tài)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)該模型進(jìn)行了修正，得到了能反映轉(zhuǎn)子實(shí)際結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性的有限元模型?；谠撃Ｐ瓦M(jìn)行了不平

3、衡量識(shí)別的仿真分析。為了驗(yàn)證方法的魯棒性及識(shí)別的準(zhǔn)確程度，在計(jì)算的響應(yīng)數(shù)據(jù)中加入不同程度的噪聲，仿真結(jié)果表明該方法對(duì)噪聲不敏感，在噪聲強(qiáng)度較大的情況，也能得到較準(zhǔn)確的結(jié)果。最后利用實(shí)測的轉(zhuǎn)子振動(dòng)數(shù)據(jù)，結(jié)合有限元模型，進(jìn)行轉(zhuǎn)子不平衡量識(shí)別的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)測試數(shù)據(jù)含有一定的噪聲時(shí)，利用少量的測點(diǎn)和轉(zhuǎn)速信息，可較準(zhǔn)確地識(shí)別出轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的不平衡量，且基于修正后有限元模型進(jìn)行不平衡量識(shí)別可以提高識(shí)別的精度。由于該方法無需加試重，平衡效率