轉(zhuǎn)子系統(tǒng)復雜動態(tài)特性的響應面法研究.pdf

1、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)是航空發(fā)動機的重要組成部分，如何快速、高效地找出影響轉(zhuǎn)子動力學響應特性的關鍵因素，設計出滿足性能要求的結(jié)構(gòu)和解決各類轉(zhuǎn)子動力學故障，是現(xiàn)今航空領域?qū)＜液蛯W者針對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動力學方面的一個研究方向。
　　針對轉(zhuǎn)子動力學問題求解時間長和計算規(guī)模大的問題，本文提出將響應面法用于求解轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動力學響應特性，結(jié)合試驗設計、函數(shù)擬合和有限元仿真計算，實現(xiàn)對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速特性和葉片-機匣碰摩熱-結(jié)構(gòu)耦合動力學響應特性的響應面法研究。具

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

3、以一階臨界轉(zhuǎn)速值為響應，進行試驗點篩選和響應面函數(shù)擬合，建立了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)臨界轉(zhuǎn)速的響應面模型。通過對轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的臨界轉(zhuǎn)速特性進行靈敏度分析，獲取關鍵因素對臨界轉(zhuǎn)速的影響；
　?。?）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)坐標系下的Fourier方程，建立了葉片與機匣碰摩的熱-結(jié)構(gòu)耦合模型，采用直接耦合法進行葉片-機匣碰摩熱-結(jié)構(gòu)耦合動力學響應特性研究。通過與不考慮溫度效應時的計算結(jié)果進行對比，可以看出溫度效應對結(jié)構(gòu)應力場具