[发明专利]一种航空发动机高压转子装配偏心量预测方法

权利要求书

1.一种航空发动机高压转子装配偏心量预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：对转子理想模型进行有限元分析，获得各零件装配应力分布情况，据此使用理想平行平面进行零件切割，将各个零件划分为有应力的止口配合区域和无应力区域；

步骤2：每个零件的无应力区域称为剩余零件，根据零件误差的测量结果以及装配相位，运用几何方法计算其各项误差；几何方法具体如下：

以最小二乘法对零件两端止口的径跳误差进行拟合，获得零件两端止口的中心；两中心相连作为零件中心线，并根据零件装配相位将中心线进行相应旋转；两平行切割面与轴线相交位置为剩余零件对应端面的中心，通过这两个中心计算得到剩余零件的偏心量和偏心角，作为其零件误差；

步骤3：相邻两级盘的相连接的止口配合区域形成组合零件，根据零件误差的测量结果以及装配相位，运用有限元方法计算其各项误差；有限元方法具体如下：

建立组合零件的多尺度有限元分析模型，将两配合止口的径跳和端跳误差扩展至对应的特征面上并添加到模型中；然后将组合零件的下端面固定，分析完成后提取组合零件上端面的径向位移以及法向量，处理得到偏心量、偏心角以及端面平行度，作为组合零件的零件误差；

步骤4：将新形成的各剩余零件和组合零件视为刚体，进而以刚体误差传递分析的方法求解各截面中心的空间坐标；

步骤5：选定基准轴线，根据各截面中心的空间坐标计算结果，对各截面偏心量进行评价。

2.根据权利要求1所述的航空发动机高压转子装配偏心量预测方法，其特征在于，步骤1中零件切割的具体方法如下：

用垂直于测量轴线的平面对零件进行切割，平面到零件端面的距离通过对应止口的应力分布高度与保险系数的乘积来确定；其中应力分布高度为理想装配模型有限元分析所得对应止口应力分布区域的高度值；保险系数用于防止考虑零件误差后应力分布超出止口配合区域，默认取为2，可根据包含误差的有限元分析所得应力分布结果对该值进行调整，尽量减小止口配合区域的高度；特别地，零件只有一端配合时，只切割一端；零件整体均装配应力时，不进行切割。

3.根据权利要求1所述的航空发动机高压转子装配偏心量预测方法，其特征在于，步骤4中的刚体误差传递分析方法中，相邻新零件配合端面的中心重合、法向量方向一致，使用齐次坐标变换法以及雅克比矩阵法进行计算。