[发明专利]一种含多个止口螺栓连接面的航空发动机高压转子模拟试验器

说明书

一种含多个止口螺栓连接面的航空发动机高压转子模拟试验器。涉及转子动力学技术领域。提出了一种可对航空发动机高压转子进行有效模拟，并进行实验的含多个止口螺栓连接面的航空发动机高压转子模拟试验器。包括直流电机、前轴承座、后轴承座、含多个止口螺栓连接面的转子、尼龙绳、电机座、左侧试验台和右侧试验台。本发明能够满足对止口螺栓连接结构弯曲刚度、结构阻尼等力学特征参数变化规律的探索，对含多止口螺栓连接面的转子系统临界转速、振型以及非线性动力学响应的研究，以及对转子系统各部件不同心故障的模拟；其试验结果对止口螺栓连接结构的科学研究具有重要的参考价值，也为生产实践中止口螺栓连接结构的设计提供可靠依据。

技术领域

本发明涉及转子动力学技术领域，特别是涉及一种含多个止口螺栓连接面的航空发动机高压转子模拟实验器。

背景技术

止口螺栓连接结构由于结构简单、安装方便、定心性能好等优势，成为现代航空发动机转子系统中最为广泛采用的一种连接结构。然而，止口螺栓连接结构通常存在多个接触界面，结构本质上具有非连续性特征，在外载荷作用下，连接面接触状态、接触应力分布和界面相对位置等接触特征参数都会发生较大改变，引起转子系统弯曲刚度、结构阻尼、极惯性轴等力学特征参数发生变化，从而改变转子结构局部力学特征，进而对转子系统振动特性产生影响。并且实际航空发动机高压转子通常由多个结构单元通过止口螺栓连接结构组合而成，多个止口螺栓连接结构力学特征参数变化的耦合作用，将对转子系统振动特性产生显著影响，不仅会使转子动力学特性偏离设计状态，还会成为造成转子系统振动过大的重要原因之一。因此针对含多个止口螺栓连接面的转子系统，深入研究止口螺栓连接结构力学特征参数变化机理，分析多螺栓连接面耦合作用时转子系统动力学响应，对于减小止口螺栓连接部位刚度损失及能量损失、控制转子系统振动响应、保障航空发动机的安全性具有极其重要的理论研究意义和工程实用价值。但由于止口螺栓连接结构力学特征参数存在强烈的非线性特征，含多个止口螺栓连接面的转子系统动力学特性十分复杂，且明显区别于连续转子和常见的螺栓连接转子系统，现有实验装置多针对于普通螺栓连接结构，无法表征止口螺栓连接结构力学特征参数变化和多止口螺栓连接面耦合作用时的转子系统动力学响应。

因此，如何构建一种含多个止口螺栓连接面的航空发动机高压转子模拟试验器，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明针对以上问题，提出了一种可对航空发动机高压转子进行有效模拟，并进行实验的含多个止口螺栓连接面的航空发动机高压转子模拟试验器，本发明能够满足对止口螺栓连接结构弯曲刚度、结构阻尼等力学特征参数变化规律的探索，对含多止口螺栓连接面的转子系统临界转速、振型以及非线性动力学响应的研究，以及对转子系统各部件不同心故障的模拟；其试验结果对止口螺栓连接结构的科学研究具有重要的参考价值，也为生产实践中止口螺栓连接结构的设计提供可靠依据。

本发明的技术方案为：包括直流电机1、前轴承座5、后轴承座16、含多个止口螺栓连接面的转子、尼龙绳3、电机座2、左侧试验台18和右侧试验台17；

所述直流电机1安装在电机座上2，所述电机座2固定于左侧试验台18上，所述前轴承座5和后轴承座16固定于右侧试验台17上；所述转子的两端分别铰接所述前轴承座5、后轴承座16，且所述转子的一端通过尼龙绳3与直流电机1的输出轴相连。

所述含多个止口螺栓连接面的转子包括与第一级轮盘6连为一体的第一级鼓筒7、与第二级轮盘8连为一体的第二级锥筒4、与第三级轮盘10连为一体的第三级鼓筒9、第四级轮盘11、第四级轮盘后鼓筒12、与第五级轮盘13连为一体的第五级鼓筒14以及后轴颈鼓筒15；