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温致材料属性变化对发动机双转子系统动力特性的影响
1
作者
左彦飞
吴易柳
+2 位作者
王杰
冯坤
江志农
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第7期116-128,共13页
为探究不同工况下温度场变化进而导致材料属性变化对双转子系统动力特性的影响,提出将不同工况温度、转速变化与发动机双转子系统动力特性联合分析方法。通过发动机性能方程、相似性原理及稳态热分析方法拟合得到稳定工况双转子温度场,...
为探究不同工况下温度场变化进而导致材料属性变化对双转子系统动力特性的影响,提出将不同工况温度、转速变化与发动机双转子系统动力特性联合分析方法。通过发动机性能方程、相似性原理及稳态热分析方法拟合得到稳定工况双转子温度场,将温度场与转子结构有限元模型联合,推导了双转子系统有限元刚度矩阵受温度场影响的动力学方程。建立了典型发动机双转子支承系统热-固联合分析有限元模型,分析了双转子系统在不同工况温度场下固有频率、模态振型、稳态不平衡响应及应变能分布的变化情况。结果表明:随着工况升高,典型发动机双转子系统固有频率发生不同程度的下降,临界转速随之下降,最大下降幅度接近10%;在涡轮位置不平衡量作用下,受临界转速变化等影响,涡轮支承位置最大工作转速附近平均不平衡响应幅值较常温下增大近3倍,温致材料属性变化对双转子动力特性造成较大的影响。
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关键词
双转子
稳态热分析
材料属性变化
转子动力特性
应变能
原文传递
面向燃机多工况宽频域工作模态参数识别的随机子空间方法
被引量：
2
2
作者
左彦飞
庞陈意
+1 位作者
江志农
冯坤
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2023年第7期225-236,311,共13页
面向燃气轮机工作状态下多工况、宽频域模态参数识别需求,在对典型燃机整机振动模态分析的基础上,虑及测试数据类型、测点位置与方向的选取及不同运行工况影响,提出一种针对燃机整机工作模态参数识别的随机子空间方法。基于实测振动数据...
面向燃气轮机工作状态下多工况、宽频域模态参数识别需求,在对典型燃机整机振动模态分析的基础上,虑及测试数据类型、测点位置与方向的选取及不同运行工况影响,提出一种针对燃机整机工作模态参数识别的随机子空间方法。基于实测振动数据,对典型燃机工作模态参数进行了自动划分识别。结果表明:通过分别控制行块数,充分挖掘位移、速度、加速度三种类型数据包含的不同频段模态参数信息并对识别结果择优合并,能够较好识别出数十倍于燃机工频的宽频域模态;合理选取测点位置和方向,能够得到关心频段内局部或整体模态;利用多转速运行工况数据,能够区分出受转速影响的整体模态。实现了对燃机整机振动宽频域范围内整体和局部模态、机匣和转子模态的识别,可为在此基础上的动力特性分析、整机动力学模型修正、结构振动状态评估、振动故障特征提取等提供支撑。
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关键词
燃气轮机
模态参数识别
随机子空间识别方法
宽频域
多工况
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职称材料
基于多体接触瞬态动力学支承不同心模拟分析方法
被引量：
6
3
作者
柏长青
左彦飞
+1 位作者
耿斌斌
胡明辉
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2021年第10期81-88,共8页
以典型带中介轴承的发动机高压转子系统为研究对象,提出一种基于多体接触瞬态动力学的发动机转子支承不同心故障等效模拟分析方法,建立了高压转子-轴承-局部支承系统的多体动力学模型。在轴承受力分析的基础上,通过对接触运动状态非线...
以典型带中介轴承的发动机高压转子系统为研究对象,提出一种基于多体接触瞬态动力学的发动机转子支承不同心故障等效模拟分析方法,建立了高压转子-轴承-局部支承系统的多体动力学模型。在轴承受力分析的基础上,通过对接触运动状态非线性模拟和支承结构柔性化,研究了单个滚珠、滚珠与轴承外圈、轴承外圈与支承结构的瞬态接触力、力矩以及支承结构振动响应,得到不同心故障特征的产生机理和传递规律。结果表明:压紧区、松脱区以及单个滚动体与内外圈的相对位置变化产生的复杂相互作用是滚动体接触力复杂频率成分产生的直接原因;全部滚珠与外圈的瞬态接触力合力及合力矩是产生不同心故障特征的激励源;轴向振动工频及倍频是不同心故障的典型特征;轴向和径向2倍频、3倍频相对工频幅值的大小可表征不同心故障的严重程度。本文所得结果可为燃机不同心故障分析诊断提供参考。
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关键词
燃气涡轮发动机
支承不同心
不同心激励
多体动力学
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职称材料
全转速系数矩阵降维重构的燃机不平衡量逆推方法
被引量：
4
4
作者
王辰
左彦飞
+2 位作者
江志农
胡明辉
冯坤
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第11期321-331,共11页
整机动平衡可大幅提高燃气涡轮发动机动平衡效率,但由于全转速范围内整机系统动力特性复杂,且结构的特殊性仅能够在机匣外表面测振,传统动平衡方法难以实现整机动平衡。为此,考虑全转速区间整机系统结构振动特性及分布式不平衡量的影响...
整机动平衡可大幅提高燃气涡轮发动机动平衡效率,但由于全转速范围内整机系统动力特性复杂,且结构的特殊性仅能够在机匣外表面测振,传统动平衡方法难以实现整机动平衡。为此,考虑全转速区间整机系统结构振动特性及分布式不平衡量的影响,通过仿真或试验获得全转速范围内各测点振动响应与各叶盘不平衡量间的响应系数矩阵,建立等效不平衡量逆推方程组。依据不平衡位置-转速-测点振动间的敏感性关系对全转速系数矩阵进行降维重构,获得优选配平位置、测点及转速的重构方程组,求得转子配平位置的等效不平衡量。典型双转子燃气涡轮发动机整机系统数值仿真结果验证了该方法的有效性。研究结果对实现燃气涡轮发动机整机动平衡具有一定的参考应用价值。
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关键词
燃气涡轮发动机
转子不平衡
全转速
降维重构
逆推
原文传递
题名
温致材料属性变化对发动机双转子系统动力特性的影响
1
作者
左彦飞
吴易柳
王杰
冯坤
江志农
机构
北京化工大学
发动机
健康
监控
及网络化教育部重点
实验室
航空
动力技术研究院
中国航发动力所-北京化工大学航空发动机振动健康监控联合实验室
出处
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第7期116-128,共13页
基金
国家自然科学基金(51905025)。
文摘
为探究不同工况下温度场变化进而导致材料属性变化对双转子系统动力特性的影响,提出将不同工况温度、转速变化与发动机双转子系统动力特性联合分析方法。通过发动机性能方程、相似性原理及稳态热分析方法拟合得到稳定工况双转子温度场,将温度场与转子结构有限元模型联合,推导了双转子系统有限元刚度矩阵受温度场影响的动力学方程。建立了典型发动机双转子支承系统热-固联合分析有限元模型,分析了双转子系统在不同工况温度场下固有频率、模态振型、稳态不平衡响应及应变能分布的变化情况。结果表明:随着工况升高,典型发动机双转子系统固有频率发生不同程度的下降,临界转速随之下降,最大下降幅度接近10%;在涡轮位置不平衡量作用下,受临界转速变化等影响,涡轮支承位置最大工作转速附近平均不平衡响应幅值较常温下增大近3倍,温致材料属性变化对双转子动力特性造成较大的影响。
关键词
双转子
稳态热分析
材料属性变化
转子动力特性
应变能
Keywords
dual-rotor
steady-state thermal analysis
changes of material properties
rotor dynamic characteristic
strain energy
分类号
V231.96 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
原文传递
题名
面向燃机多工况宽频域工作模态参数识别的随机子空间方法
被引量：
2
2
作者
左彦飞
庞陈意
江志农
冯坤
机构
北京化工大学
发动机
健康
监控
及网络化教育部重点
实验室
北京化工大学
高端机械装备
健康
监控
及自愈化
北京
市重点
实验室
中国航发动力所-北京化工大学航空发动机振动健康监控联合实验室
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2023年第7期225-236,311,共13页
基金
国家自然科学基金青年科学基金(51905025)。
文摘
面向燃气轮机工作状态下多工况、宽频域模态参数识别需求,在对典型燃机整机振动模态分析的基础上,虑及测试数据类型、测点位置与方向的选取及不同运行工况影响,提出一种针对燃机整机工作模态参数识别的随机子空间方法。基于实测振动数据,对典型燃机工作模态参数进行了自动划分识别。结果表明:通过分别控制行块数,充分挖掘位移、速度、加速度三种类型数据包含的不同频段模态参数信息并对识别结果择优合并,能够较好识别出数十倍于燃机工频的宽频域模态;合理选取测点位置和方向,能够得到关心频段内局部或整体模态;利用多转速运行工况数据,能够区分出受转速影响的整体模态。实现了对燃机整机振动宽频域范围内整体和局部模态、机匣和转子模态的识别,可为在此基础上的动力特性分析、整机动力学模型修正、结构振动状态评估、振动故障特征提取等提供支撑。
关键词
燃气轮机
模态参数识别
随机子空间识别方法
宽频域
多工况
Keywords
gas turbine
modal parametric identification
stochastic subspace identification method
wide frequency domain
multi-working condition
分类号
TK47 [动力工程及工程热物理—动力机械及工程]
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职称材料
题名
基于多体接触瞬态动力学支承不同心模拟分析方法
被引量：
6
3
作者
柏长青
左彦飞
耿斌斌
胡明辉
机构
北京化工大学
发动机
健康
监控
及网络化教育部重点
实验室
北京化工大学
高端机械装备
健康
监控
及自愈化
北京
市重点
实验室
中国航发动力所-北京化工大学航空发动机振动健康监控联合实验室
出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2021年第10期81-88,共8页
基金
国家自然科学基金青年基金(51905025)
全国博士后创新人才支持计划(BX20180031)。
文摘
以典型带中介轴承的发动机高压转子系统为研究对象,提出一种基于多体接触瞬态动力学的发动机转子支承不同心故障等效模拟分析方法,建立了高压转子-轴承-局部支承系统的多体动力学模型。在轴承受力分析的基础上,通过对接触运动状态非线性模拟和支承结构柔性化,研究了单个滚珠、滚珠与轴承外圈、轴承外圈与支承结构的瞬态接触力、力矩以及支承结构振动响应,得到不同心故障特征的产生机理和传递规律。结果表明:压紧区、松脱区以及单个滚动体与内外圈的相对位置变化产生的复杂相互作用是滚动体接触力复杂频率成分产生的直接原因;全部滚珠与外圈的瞬态接触力合力及合力矩是产生不同心故障特征的激励源;轴向振动工频及倍频是不同心故障的典型特征;轴向和径向2倍频、3倍频相对工频幅值的大小可表征不同心故障的严重程度。本文所得结果可为燃机不同心故障分析诊断提供参考。
关键词
燃气涡轮发动机
支承不同心
不同心激励
多体动力学
Keywords
gas turbines engine
bearing misalignment
misalignment excitation
multi-body dynamics
分类号
V231.92 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
在线阅读
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职称材料
题名
全转速系数矩阵降维重构的燃机不平衡量逆推方法
被引量：
4
4
作者
王辰
左彦飞
江志农
胡明辉
冯坤
机构
北京化工大学
发动机
健康
监控
及网络化教育部重点
实验室
中国航发动力所-北京化工大学航空发动机振动健康监控联合实验室
出处
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第11期321-331,共11页
基金
博士后创新人才支持计划(BX20180031)
中央高校基本科研业务费(JD1911,JD1913)。
文摘
整机动平衡可大幅提高燃气涡轮发动机动平衡效率,但由于全转速范围内整机系统动力特性复杂,且结构的特殊性仅能够在机匣外表面测振,传统动平衡方法难以实现整机动平衡。为此,考虑全转速区间整机系统结构振动特性及分布式不平衡量的影响,通过仿真或试验获得全转速范围内各测点振动响应与各叶盘不平衡量间的响应系数矩阵,建立等效不平衡量逆推方程组。依据不平衡位置-转速-测点振动间的敏感性关系对全转速系数矩阵进行降维重构,获得优选配平位置、测点及转速的重构方程组,求得转子配平位置的等效不平衡量。典型双转子燃气涡轮发动机整机系统数值仿真结果验证了该方法的有效性。研究结果对实现燃气涡轮发动机整机动平衡具有一定的参考应用价值。
关键词
燃气涡轮发动机
转子不平衡
全转速
降维重构
逆推
Keywords
gas turbine engines
rotor unbalance
full speed range
dimension reduction and reconstruction
backstepping
分类号
V231.92 [航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
温致材料属性变化对发动机双转子系统动力特性的影响
左彦飞
吴易柳
王杰
冯坤
江志农
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
原文传递
2
面向燃机多工况宽频域工作模态参数识别的随机子空间方法
左彦飞
庞陈意
江志农
冯坤
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2023
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于多体接触瞬态动力学支承不同心模拟分析方法
柏长青
左彦飞
耿斌斌
胡明辉
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2021
6
在线阅读
下载PDF
职称材料
4
全转速系数矩阵降维重构的燃机不平衡量逆推方法
王辰
左彦飞
江志农
胡明辉
冯坤
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
4
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