带浮环的挤压油膜阻尼器特性分析-载运工具运用工程专业论文.docx

南京航空航天大学硕士学位论文 南京航空航天大学硕士学位论文 带浮环的挤压油膜阻尼器特性研究 带浮环的挤压油膜阻尼器特性研究 I I II II 摘 要 传统的挤压油膜阻尼器—转子系统在较大的突加不平衡力作用下，可能会出现双稳态、非 协调进动等负面特性，影响发动机运转的稳定性。浮环式挤压油膜阻尼器（FSFD）经研究能够 较有效的改善挤压油膜阻尼器-转子系统双稳态等特性，提高转子系统在突加不平衡力作用下运 转的稳定性。本文针对 FSFD 的结构特点，开展了相关内容的研究和实验设计工作，得到了如 下结论： 1) 推导了 FSFD 油膜 Reynolds 方程，初步研究和分析了 FSFD 的动力特性与其部分结构参数、 油膜参数之间的关系。研究表明：进动角速度Ω、阻尼器宽度 B、轴颈半径 R、油膜间隙 C 及滑油温度 T 对阻尼器油膜径向和切向反力影响相同；供油压力对油膜径向和切向反力 的影响相反。 2) 完成了可用于研究 FSFD 特性的双向激励试验器以及带有浮环式挤压油膜阻尼器的五支点 双转子试验器的设计工作，试验器可以满足多个试验的需求。 3) 利用传递矩阵法比较了中介支承方式不同的双转子试验器同向、反向旋转临界转速特性的 差异。研究结果表明：改变中介支承方式，其临界转速特性数值出现部分变化，但其变化 规律大体相似。 4) 采用有限元法计算了双转子试验器临界转速特性，并与传递矩阵法进行了对比分析。研究 结果表明：在同一支承刚度下，两种方法计算的前四阶临界转速值相差不到 8%，采用有 限元计算双转子临界转速较为可信。 5) 基于有限元法，对比分析了支承静刚度和支承动刚度下的双转子系统临界转速特性。研究 表明其临界转速差异大小与支承的固有频率有关。 关键词：浮环式挤压油膜阻尼器，双转子，临界转速，传递矩阵，有限元，动刚度 ABSTRACT The conventional SFD-rotor system may have bistable、asynchronous whirl and other negative characteristics when sudden large unbalance was put on the system. These negative characteristics have an impact on running stability of engine. The floating-ring squeeze film damper (FSFD) can improve the bistable of SFD-rotor system, and enhance the stability under sudden unbalance. The study and related experiment design work on FSFD were carried out according to the structure of FSFD in this paper. The conclusions are listed as follows: The Reynolds equation of FSFD was derived and the influence of the structural-parameters and film-parameters on the dynamic characteristics of the FSFD was preliminary studied. Research shows that the whirl speed Ω, damper width B, journal radius R, film clearance C and the oil temperature have an same impact on the radial and tangential reaction force of damper, but the effect of film pressure on the radial and tangential reaction force are opposite. The design of dual and vertical exciting equipment and dual-rotor equipment with FSFD which can be used to study the dynamic characteristic of FSFD has been completed. These equipments can meet several tests. The transfer matrix m