[发明专利]避免航空发动机盘腔积液失稳转子的设计及监测运行方法

权利要求书

1.一种避免航空发动机盘腔积液失稳转子的设计方法，其特征在于，具体过程是：

步骤1：确定航空发动机转子的初始结构特征：

所述的初始结构特征包括该航空发动机转子初始结构和性能参数；其中：

所述航空发动机转子的初始结构为夹层的圆盘，在该转子两端面的中心均有贯通的轴孔；确定的结构参数为该航空发动机转子的轴向长度H，转子外径d，转子内径R，轴孔的孔径R_i；该转子夹层两个内表面之间的间距为L；

所述航空发动机转子的性能参数为转子密度ρ_i、转子阻尼系数D和转子的刚度系数K；

步骤2：判断转子是否会发生失稳：

根据转子的校准准则来判断航空发动机转子是否有失稳风险；

在根据校准准则校核转子时，将步骤1中初步确定的转子结构参数和初步确定的转子性能参数代入校准准则公式中，计算组合参数H和临界组合参数H_c，并以得到的临界组合参数H_c作为参考线A；

将得到的组合参数H的值与所述参考线A的值进行比较，当组合参数H的值大于等于所述参考线A的值时，该转子在运行过程中有失稳风险；

当组合参数H小于所述参考线A的值时，该转子在运行过程中无失稳风险；

当转子在运行过程中有失稳风险时，进入步骤3，对该转子重新优化设计并迭代校核；当转子在运行过程中无失稳风险时，对该转子在监测中运行；

步骤3：重新优化设计，迭代校核：

对该转子重新优化设计并迭代校核的具体过程是：

改变转子的空腔外径R和/或转子夹层两个内表面之间的间距L；所述改变转子的空腔外径R和转子夹层两个内表面之间的间距L时，将该空腔外径R和转子夹层两个内表面之间的间距L分别在原初始设计尺寸的基础上减小5％～10％；

重复步骤2，判断改变结构尺寸和重量后的转子是否会发生失稳；具体是，将改变后的各结构参数带入校核准则，判断所述转子是否会发生失稳；若判断结果是该转子会发生失稳，继续改变转子的空腔外径R和/或转子夹层两个内表面之间的间距L，再次进行优化设计；

在反复优化设计中，若经过多次优化后该转子的设计重量超出范围，仍然不能满足校核准则，该转子需要在监测中运行；

若判断结果是该转子不会发生失稳，完成对转子的设计，在监测中运行。

2.如权利要求1所述避免航空发动机盘腔积液失稳转子的设计方法，其特征在于，步骤2中所述的校准准则是：

将转子结构组合参数记为H；转子开始出现失稳振动时，转子结构组合参数临界值为H_c；

若H∈[0,H_c)，转子盘腔内积液不会引起转子失稳振动；

若H≥H_c，转子盘腔内积液量达到失稳门槛积液量时将会引起由于盘腔内存在积液引起失稳振动；

其中：

上式中，R_i为轴孔的孔径，R为转子内径，L为转子夹层两个内表面之间的间距，D为转子的阻尼系数，K为转子的刚度系数，M为转子的质量，μ为积液的粘度系数，ρ为积液的密度，ω_n为转子的一阶临界转速，γ反映积液引起失稳频率的常数，取0.8。