航空发动机转子-支承系统的振动（下册）

图书标准信息

• 作者 廖明夫
• 出版社 科学出版社
• 出版时间 2023-06
• 版次 01
• ISBN 9787030754332
• 定价 200.00元
• 装帧 其他
• 开本 16开
• 纸张 胶版纸
• 页数 472页
• 字数 577千字

【内容简介】

本书是聚焦航空发动机振动的专著，分为上、下两册。上册为基础篇，从振动基础理论出发，以单转子系统为对象，系统地介绍转子动力学基础理论，为发动机转子支承系统减振设计提供知识。下册为专业篇，以航空发动机转子支承系统为对象，阐述高压转子和低压转子的“可容模态”设计理论和方法；建立双转子解析模型，揭示双转子系统的振动特性和参数影响规律；建立双转子系统模态动平衡理论，论述双转子系统“可容模态”优化设计方法；介绍电磁轴承和弹支干摩擦阻尼器主控技术，以激发读者对发动机振动主动控制的关注和兴趣。

【目录】

目录

丛书序

前言

第15章航空发动机高压转子的结构动力学设计方法

15.1高压转子的动力学模型和振动模态002

15.2转子两阶临界转速的上界估计方法007

15.3高压转子的抗振设计014

15.3.1转子的不平衡响应014

15.3.2协调正进动参数临界转速020

15.3.3反进动激振力作用下转子的振动022

15.3.4反进动参数临界转速025

15.4高压转子动力学设计实例027

15.4.1高压转子动力学模型027

15.4.2高压转子的两阶模态029

15.4.3高压转子支承刚度配比031

15.4.4高压转子动平衡相位匹配准则032

15.4.5高压转子参数临界转速033

15.5弹性支承刚度的计算与测试035

15.5.1弹性支承刚度的计算036

15.5.2弹性支承刚度的测试038

本章小结040

参考文献041

第16章航空发动机低压转子的“可容模态”和减振设计

16.1简单柔性转子的“可容模态”设计044

16.1.1转子的动力学模型与振动特性044

16.1.2转子第一阶模态为“可容模态”047

16.1.3第二阶模态为“可容模态”049

16.2一般柔性转子的“可容模态”设计055

16.2.1转子模型与运动微分方程055

16.2.2转子的振动模态059

16.2.3转子的不平衡响应060

16.2.4支承绝对刚性时转子的模态062

16.2.5转子临界峰值的模态表达064

16.2.6转子“可容模态”设计的准则068

16.3单转子系统的动力学“临界跟随”现象068

16.3.1转子的动力学模型和运动微分方程069

16.3.2转子的“临界跟随”现象和判定条件069

16.3.3“临界跟随”状态下转子的振动响应071

16.4低压转子系统“可容模态”优化设计077

16.4.1低压转子系统的“可容模态”设计示例077

16.4.2“可容模态”优化设计参数083

16.4.3“可容模态”优化约束条件084

16.4.4转子“可容模态”可容度函数与优化目标085

16.4.5转子“可容模态”优化设计示例089

16.4.6单转子“可容模态”优化设计原则和流程092

16.5低压转子“可容模态”优化设计实例与验证094

16.5.1低压转子实验器设计目标094

16.5.2转子实验器初始模型095

16.5.3转子实验器“可容模态”优化设计097

16.5.4低压转子实验器“可容模态”优化设计验证099

16.5.5转子系统的挤压油膜阻尼器设计101

16.5.6低压转子系统“可容模态”的“可容性”实验验证104

本章小结106

参考文献106

第17章航空发动机双转子系统的振动

17.1简支对称双转子模型和运动方程109

17.2双转子的不平衡响应111

17.3双转子的拍振115

17.4带弹支和阻尼器的双转子振动117

17.4.1转子的高压不平衡响应118

17.4.2转子的低压不平衡响应120

17.5刚性转子120

17.6柔性转子121

17.7考虑中介轴承均匀刚度时刚支转子的振动124

17.7.1临界转速和不平衡响应124

17.7.2“动力吸振”127

17.8考虑中介轴承均匀刚度时带阻尼弹支双转子的振动130

17.8.1双转子模型与振动微分方程130

17.8.2高压转子不平衡激励下的响应和对高压转子的动力吸振130

17.8.3低压转子不平衡激励下的响应和对低压转子的动力吸振136

17.8.4高压转子不平衡激励下的临界峰值138

17.8.5低压转子不平衡激励下的临界峰值144

17.9考虑中介轴承刚度各向异性时双转子的振动特性147

17.9.1双转子模型与振动微分方程147

17.9.2高压盘不平衡激励下转子的响应148

17.9.3低压盘不平衡激励下转子的响应151

17.9.4重力响应161

17.10带中介轴承的对转双转子的振动特性167

17.10.1中介轴承内环支承座刚度各向异性168

17.10.2中介轴承外环支承刚度各向异性168

17.11中介轴承存在静态偏心时对转双转子的振动170

17.11.1转子模型和运动微分方程170

17.11.2中介轴承静态偏心引起的振动172

17.11.3静态偏心与低压转子不平衡的共同作用176

本章小结177

参考文献178

第18章发动机双转子系统模态动平衡理论与方法

18.1双转子系统模态的正交性181

18.1.1双转子系统稳态运动微分方程与模态181

18.1.2双转子系统刚度矩阵的复共轭对称性182

18.1.3双转子系统模态的正交性185

18.1.4双转子系统模态正交性验证194

18.2双转子系统的不平衡响应203

18.2.1低压转子单独存在质量不平衡203

18.2.2高压转子单独存在质量不平衡206

18.2.3双转子系统不平衡响应的统一表达式207

18.3双转子系统模态动平衡方法208

18.3.1双转子模态平衡的N1＋N2平面法208

18.3.2初始不平衡量的确定210

18.3.3正交校正质量组的确定213

18.3.4向后正交平衡法214

18.3.5全正交平衡法219

18.3.6双转子模态平衡的N1＋N2＋4平面法220

18.3.7全正交平衡法的平衡过程与步骤222

18.3.8转速比对双转子模态动平衡的影响223

本章小结232

参考文献233

第19章双转子系统“临界跟随”特征和参数影响规律

19.1双转子系统动力学模型235

19.2双转子系统运动微分方程236

19.3双转子系统表现动力学“临界跟随”特征时的参数关系240

19.4双转子在动力学“临界跟随”状态下的动力学特性242

19.4.1同转双转子在动力学“临界跟随”状态下的动力学特性244

19.4.2对转双转子在动力学“临界跟随”状态下的动力学特性259

19.5“临界跟随”状态下双转子动力学特性计算结果总结273

19.5.1同转的双转子系统273

19.5.2对转的双转子系统274

参考文献274

第20章航空发动机双转子系统动力学设计

20.1双转子动力学优化设计要求和流程276

20.2双转子动力学优化设计模型和参数278

20.3转子系统不平衡响应关于设计参数的灵敏度分析279

20.3.1轮盘元素281

20.3.2轴元素282

20.3.3轴承元素288

20.4临界转速裕度准则下双转子的动力学优化设计291

20.4.1设计参数292

20.4.2约束条件292

20.4.3优化设计的目标函数295

20.4.4优化算法和流程295

20.4.5优化设计的结果与分析295

20.5双转子系统的“可容模态”优化设计298

20.5.1优化设计参数的选取299

20.5.2优化过程中的约束条件299

20.5.3“可容模态”优化设计的目标函数301

20.5.4双转子系统“可容模态”优化设计方法306

20.6双转子系统“可容模态”优化设计实例与实验验证308

20.6.1实验器初始模型308

20.6.2实验器初始模型模态的“可容度”评价311

20.6.3双转子系统优化设计参数的灵敏度分析313

20.6.4优化设计参数及其取值范围325

20.6.5双转子系统“可容模态”优化设计流程与结果326

20.6.6双转子实验器优化结果与检验327

20.6.7双转子实验器的挤压油膜阻尼器设计334

20.6.8双转子实验器结构设计348

20.7双转子系统“可容模态”优化设计方法的实验验证355

20.7.1双转子实验器和振动测试系统355

20.7.2双转子系统“可容模态”设计方法验证实验358

本章小结373

参考文献374

附录A：双转子实验器相似化参数模型375

附录B：双转子实验器优化参数模型378

第21章电磁轴承及带电磁轴承转子的振动

21.1概述383

21.2主控式磁悬浮轴承的结构384

21.3PD反馈控制下电磁轴承控制器及转子系统的运动方程387

21.4PD控制下转子运动方程的解388

21.5PID控制下转子系统的振动特性390

21.6电磁轴承的控制目标和设计方案392

21.6.1减小不平衡响应392

21.6.2改善转子系统的稳定性393

21.7转子偏摆的影响394

21.8带磁力轴承的柔性转子395

21.8.1辅助支承395

21.8.2磁力轴承支承的柔性转子396

21.8.3固有特性396

21.8.4转子的不平衡响应398

本章小结399

参考文献400

第22章弹支干摩擦阻尼器

22.1弹支干摩擦阻尼器的基本结构与减振原理401

22.2弹支干摩擦阻尼器的摩擦模型和分析方法402

22.2.1干摩擦模型402

22.2.2干摩擦机制的简化420

22.3带弹支干摩擦阻尼器转子的振动特性421

22.3.1带有弹支干摩擦阻尼器转子系统的力学模型421

22.3.2带弹支干摩擦阻尼器单自由度振系模型422

22.3.3振系振动响应分析423

22.3.4振系振动响应的数值仿真与分析424

22.3.5干摩擦力对转子振动幅频特性的影响425

22.3.6带有弹支干摩擦阻尼器转子的稳定性426

22.3.7带弹支干摩擦阻尼器单盘转子的振动429

22.4几种弹支干摩擦阻尼器结构形式和特点434

22.4.1弹簧式弹支干摩擦阻尼器435

22.4.2电磁式主控弹支干摩擦阻尼器435

22.4.3压电式主控弹支干摩擦阻尼器436

22.4.4压电式主控折返弹支干摩擦阻尼器437

22.4.5压电式主控弹片弹支干摩擦阻尼器437

22.5主控式弹支干摩擦阻尼器的控制策略和控制方法440

22.5.1弹支干摩擦阻尼器主动控制转子振动的策略440

22.5.2主控式弹支干摩擦阻尼器的控制方法441

22.5.3主控式弹支干摩擦阻尼器控制转子振动的实验445

本章小结449

参考文献450