航空發動機整機振動控制技術措施探析

孟俊

(東方航空技術有限公司，上海 201207)

1 航空發動機整體振動控制技術的設計過程

在航空發動機整體振動控制技術設計項目中，要對具體元件的設計流程予以分析和判定，從而整合相關數據信息，建構完善的數據處理策略。首先，要評估轉子的臨界轉速，對設計結構予以判定，集中保證I階彎曲臨界轉速能在最大工作轉速以上，采用最有效的裕度管理結構，確保工作轉速的實效性。其次，要設定臨界轉速，集中調整相關結構設計技術參數，維護初始方案基礎水平，利用動力學影響分析方法提高設計效率。再次，要有效評估轉子的不平衡響應敏感性結構，保證發動機間隙合理分布布局更加有效。最后，消除動力學特性中一部分不穩定因素，處理頻率、限定數值以及相關條件之間的關系，避免危險振動的發生。

（1）結構系統動力學設計單元。在結構系統動力學設計單元中，要集中在轉子動力學研究體系中，尤其是轉子系統的臨界轉速問題方面，只有從根本上完善穩定性，才能保證相關參數的實際價值。例如，某發動機本身具備雙轉子臨界轉速結構，由于沒有對系統進行整體性判定，就會出現機動過載以及支點同心度不足的問題，這就需要相關研究人員對其進行必要的分析和研究，耦合系統振動特性出現偏差。另外，在發動機設計項目運行過程中，也要集中開展線性系統振動設計，對系統中的結合面連接剛度參數、不平衡量參數以及阻尼參數等項目展開判定，非線性剛度和非線性阻尼都是關鍵的評斷依據。正是基于發動機技術的不斷升級，要處理強非線性因素適應度，就要對整體系統振動結構進行綜合性控制。發動機的基本結構特征參數也要作為重點關注項目，集中分析概率分布結構和處理效果。值得一提的是，結構功能差組合參數、裝配過盈范圍參數以及溫度梯度參數等都要有效實現動柔度分析。基于此，相關技術人員為了避免航空發動機整體振動控制效果受損，就要將發動機動力學整體結構作為分析目標對象，整合參數裝配效果的基礎上，研究振動響應特征以及相關力學結構的機理部分，為后續設計方案的全面升級提供保障。

（2）支承連接系統動力學設計單元。動力學分析技術為很多人有效識別航空發動機分析精度重點和難點提供了基本方法，但是，存在支點準確性以及連接結構動態柔度不符合的問題。由于實測支點的精柔度十分關鍵，因此，要對影響參數實際水平的因素予以關注，避免零件變形，尤其是軸承和游隙進行分析，確保能有效提高數據分析的完整性。在常規化數據分析范圍內，臨界轉速參數對于支點的柔度十分的敏感，基于此，要建立有效的靜子支承結構分析體系，將工作狀態下溫度參數作為標準，集中處理振動測試項目，對兩者的變化關系予以關注，在及時分析問題的基礎上，制定切實有效的處理措施。需要注意的是，多數技術成果顯示，在研究支承連接系統動力學設計單元時，預緊力控制機制、摩擦力性能控制結構等都是非常關鍵的因素，要結合國家規定的相關螺栓設計準則，將直徑參數、模擬數據庫結構以及相關因素作為重點。

2 航空發動機整體振動控制技術的裝配過程

技術人員也要對裝配工藝進行分析，整合系統運行機制，確保其能在規定時間內達到安全可靠性，完成機械設計效能需求。需要注意的是，在對發動機結構形式以及工作環境予以判定的同時，提高特征參數分析水平，維護動力學參數的應用價值，尤其是對零件跳動規律、零件之間的配合結構、同心度以及不平衡量等參數進行分析。要想從根本上維護發動機振動排除故障的水平，就要對系統控制水平展開深度調研，避免不穩定性對其常規化管理造成影響。

第一，發動機振動主要影響參數，將加工過程、裝配過程以及裝配體系內公差等控制在變化范圍內，從而全面分析特征參數的變化結構以及產生的影響。技術人員要對工藝參數以及機體整體特征予以確定，從而完善關鍵因素的處理機制。在影響航空發動機整體振動的因素中，不平衡量、不同心度以及連續剛度、支承剛度參數是最為關鍵的參數體系，需要建立針對性較強的處理機制和分析策略。例如，轉子不平衡的關系會對結構運行和安裝流程產生影響。

第二，對于結構動力學特征項目進行分析的過程中，也要整合振動參數的實際水平，完善影響的不平衡量，確保參數分析水平的最優化。一方面，結構裝配工藝自身的復雜性決定了技術運行過程需要相關技術人員對其進行質量監督，尤其是對慣性力、熱梯度、摩擦以及螺栓預緊力等荷載參數，只有滿足剛度連接效果，才能在工作轉速范圍內確保相關力學結構指導受到影響。軸承配合過程要達到事宜的范圍內，從而分清溫度參數、濕度參數、裝配時間等基礎性要素的適宜范圍，整合設計要求后，升級處理效率，為后續工作的全面落實提供保障。另一方面，要對結構工藝參數和裝配參數的可測性以及可控性予以判定，保證相關問題的實效性，完善靜態集合結合參數，也為點線面處理效果的優化奠定堅實基礎，確保跳動量分析結構和附件管理效果的配合實效性。在維護裝配過程以及結構參數的基礎上，可測性也更加貼合實際。

第三，要整合典型轉子同心度裝配優化機制，維護發動機構件設計要求，提高幾何項目和工藝參數的完整性，落實轉配管理體系，實現完善機制的同時，維護設計要求。技術人員要對裝配組合的力學容差要求進行分析，確保滿足技術要求的同時，數據和振動特性也能維持一致性。尤其是在裝配過程中，要整合優化力學參數的完整性，確保振動特性分析水平的重要性。另外，在轉子不同心度優化過程中，要整合部件組合角度達到目標，維護公差條件，完善仿真元素的裝配效果。除此之外，轉靜子不同心度也要得到優化，落實有效的數據整合要求。結合不同心度大小以及相位參數，有效改善元件的調節優化性質，優化定位關系水平。若是出現不同心度數值增大，就要進行統籌分解，調整結構參數后改善不同心度的處理效果。

3 航空發動機整體振動控制技術的驗證

在對航空發動機整體振動控制技術進行驗證的同時，也要對檢測技術實際情況的滿足參數予以判定，維護整體振動特性的同時，保證實現故障處理效果的最優化。

第一，要對轉子動力學特性進行測試技術分析，維護發動機全轉速范圍內的振動形態，集中處理幾何尺寸和支點布局結構，尤其要對旋轉機械系統的彈性支撐結構進行轉速范圍的控制，維護轉速效果和結構形式的分析效果。在對航空發動結構一般性轉速振動曲線共振點予以分析時，也要集中處理非接觸性位移傳感結構，有效檢測出轉子軸向的實際相位參數。目前，較為常見的測試方式主要分為加速度、應變計聯合測試法以及非接觸式激光位移測試法，前者要對傳感器附加質量影響因素進行分析，結合差異性環境制定差異性測試方案，能在對軸向振型予以判定的基礎上，維護應變參數的穩定性。后者則要借助動態變形以及靜態變形進行測量系統的管控，尤其是對風扇匣軸向變形數值進行測定，從而維護多視角變形分析水平，維護加載條件下大型柱狀結構的應變分布水平，為后續工作的全面開展提供保障。

第二，也要對航空發動機整體振動故障的特征和表現進行驗證，在發現振動轉速面積增大、轉速頻譜豐富性增大以及頻率低于轉子基頻等問題后，集中進行校對處理。研發精度參數更加有效的大型盤軸系統，驗證裝配參數的穩定性和實效性。

第三，要對機匣支承結構的振動特性進行測試，轉子不平衡力以及內流等參數都是基本的影響因素，由于振動會涉及自身結構強度，因此，要避免功能衰減問題，提高研究效率。

4 結語

總而言之，在研究航空發動機整體振動控制技術的過程中，要整合研究經驗和高性能需求，維護計算機技術以及測試技術的實效性，也為后續可控性裝配水平提升提供保障，維護裝配工藝水平研究機制的同時，優化實效性和實用性價值，整合特性的同時，保證航空發動機整體振動問題得以控制，維護論證實效性。

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