北京航空航天大学学报 ›› 2019, Vol. 45 ›› Issue (1): 10-17.doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2018.0196

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航空发动机承力结构隔振设计方法及试验

洪杰1,2, 杨振川1, 王永锋1, 马艳红1,2   

  1. 1. 北京航空航天大学 能源与动力工程学院, 北京 100083;
    2. 先进航空发动机协同创新中心, 北京 100083
  • 收稿日期:2018-04-10 修回日期:2018-07-05 出版日期:2019-01-20 发布日期:2019-01-28
  • 通讯作者: 马艳红 E-mail:mayanh2002@163.com
  • 作者简介:洪杰,男,博士,教授,博士生导师。主要研究方向:航空发动机结构完整性与可靠性、转子动力学;杨振川,男,硕士研究生。主要研究方向:航空发动机振动控制;王永锋,男,博士研究生。主要研究方向:航空发动机振动控制;马艳红,女,博士,教授,博士生导师。主要研究方向:航空发动机整机动力学、旋转机械振动控制、智能结构与新型阻尼材料等。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(51575022,51475021);航空科学基金(20142151024)

Vibration isolation design method and experiment of aero-engine supporting structure

HONG Jie1,2, YANG Zhenchuan1, WANG Yongfeng1, MA Yanhong1,2   

  1. 1. School of Energy and Power Engineering, Beihang University, Beijing 100083, China;
    2. Collaborative Innovation Center of Advanced Aero-Engine, Beijing 100083, China
  • Received:2018-04-10 Revised:2018-07-05 Online:2019-01-20 Published:2019-01-28
  • Supported by:
    National Natural Science Foundation of China (51575022,51475021); Aeronautical Science Foundation of China (20142151024)

摘要: 基于先进航空发动机承力框架的结构与力学特征,通过理论分析与仿真计算验证了高隔振性承力框架结构动力学设计方法。通过对承力结构刚度/质量分布及几何构形突变的优化设计,提高转子支承结构在宽频域内的机械阻抗,实现在转子工作转速范围内的高隔振性。根据承力结构刚度/质量分布对隔振性的影响,采用折返式非连续结构,设计并搭建了转子-承力框架试验系统,通过试验进一步验证了高隔振性承力框架设计方法。试验结果表明:在承力结构中采用非连续性设计可在宽频域内对不同位置支点处激励具有良好的隔振效果。

关键词: 承力框架, 隔振性, 刚度/质量分布, 非连续性, 机械阻抗

Abstract: Based on the structural and dynamic characteristics of advanced aero-engine supporting frames, the design method of high vibration isolation supporting frames is verified by theoretical analysis and simulation calculation. The structural mechanical impedance in wide frequency band is increased and high vibration isolation within rotor working speed range is achieved by the optimized design of stiffness/mass distribution and configuration break in supporting structure. According to the effect of structural stiffness/mass distribution on vibration isolation, the rotor-supporting frame experimental apparatus is designed and established in folded discrete structure, and the high vibration isolation supporting frame design method is further verified by the experiment. The experimental results show that the discrete design in supporting structure possesses good vibration isolation effect to the excitation on different bearing positions in wide frequency band.

Key words: supporting frame, vibration isolation, stiffness/mass distribution, discreteness, mechanical impedance

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