Расчетно-экспериментальная методика определения динамических характеристик демпферных опор ГТД с упругими кольцами

Авиационная и ракетно-космическая техника

2024. Т. 31. № 4. С. 159-166.

Авторы

Терешко A. Г.

e-mail: tereshko.ag@yandex.ru

Аннотация

Представлена расчетно-экспериментальная методика определения нелинейных характеристик жесткости и коэффициентов демпфирования упруго-демпферной опоры авиационного газотурбинного двигателя (ГТД). Задача решается путем реализации в динамической расчетной модели, созданной в программной системе DYNAMICS R4, квазилинейного элемента, параметры которого изменяют свое значение в зависимости от частоты вращения ротора. Значения жесткости и коэффициентов демпфирования получены по результатам анализа большого количества запусков реального двигателя и построения экспериментальных амплитудно-частотных характеристик. Представленная методика позволяет построить квазилинейную модель опоры ротора и приблизить результаты моделирования к экспериментальным, что даст возможность в дальнейшем использовать полученную модель роторной системы для последующих расчетов и динамической доводки двигателя.

Ключевые слова:

роторная динамика, упруго-демпферная опора ротора, верификация модели, программная система DYNAMICS R4

Библиографический список

  1.  Бауэр В.О., Биргер И.А., Исаев Р.И. и др. Динамика авиационных газотурбинных двигателей. – М.: Машиностроение, 1981. – 231 с.
  2.  Балякин В.Б., Барманов И.С. Определение жесткости и демпфирования опор роторов авиационных ГТД // Проблемы динамики и прочности в турбомашиностроении: Сборник тезисов докладов IV Международной научно-технической конференции (31 мая–02 июня 2011; Киев, Украина). Киев: ИПП НАНУ, 2011. С. 13–14.
  3.  Балякин В.Б., Барманов И.С. Методология расчета характеристик опор роторов авиационных двигателей // Международный научно-технический форум, посвященный 100-летию ОАО «Кузнецов» и 70-летию СГАУ: Сборник трудов. Самара: Изд-во СГАУ, 2012. С.186–187.
  4.  Балякин В.Б., Бобков Д.М. Исследование упругодеформированного состояния упругих элементов опор роторов ГТД // Проблемы и перспективы развития двигателестроения: Материалы докладов Международной научно-технической конференции (24–26 июня 2009). Самара: СГАУ, 2009. С. 55–56.
  5.  Балякин В.Б., Лаврин А.В. Проблемы и перспективы использования дроссельных демпферов в опорах роторов авиационных двигателей // Проблемы и перспективы развития двигателестроения: Материалы Международной научно-технической конференции. Самара: СГАУ, 2016. С. 22–23.
  6. Белоусов А.И., Балякин В.Б., Новиков Д.К. Теория и проектирование гидродинамических демпферов опор роторов. – Самара: Изд-во Самарского научного центра РАН, 2002. – 335 с.
  7.  Кутаков М.Н., Дегтярев С.А., Леонтьев М.К. Математические модели гидродинамических демпферов в задачах роторной динамики газотурбинных двигателей // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2017. Т. 16. № 1. С. 115–128. DOI: 10.18287/2541-7533-2017-16-1-115-128
  8.  Лобанов В.К., Хрусталев А.Б. Оценка демпфирующих свойств одного типа упругих опор ГТД // Вибрационная прочность и надежность двигателей и систем летательных аппаратов: Cборник научных трудов. Куйбышев: Изд-во КуАИ, 1977. C. 91–96.
  9.  Фалалеев С.В. Тенденции исследований гидродинамического демпфирования в опорах роторов ГТД // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 2017. № 2. С. 63–68.
  10.  Леонтьев М.К., Терешко А.Г. Исследование характеристик упругих колец в опорах роторов газотурбинных двигателей // Вестник Московского авиационного института. 2011. Т. 18. № 3. С. 135–146.
  11.  Леонтьев М.К., Терешко А.Г. Исследование влияния характеристик упругих элементов опор роторов на динамику ГТД // Вестник СГАУ. 2012. № 3(34). С. 173–179.
  12.  Леонтьев М.К., Терешко А.Г. Создание квазилинейной модели упругодемпферной опоры ГТД // Динамика и виброакустика машин: Сборник докладов VII Международной научно-технической конференции (4–6 сентября 2024). Самара: СГАУ, 2024. С. 316–317.
  13.  Баляева Н.Н., Говоров А.А., Кузьмин М.В., Терешко А.Г. Использование КЭ методов для расчета упругого элемента демпферной опоры ГТД // Прочность материалов и элементов конструкции: сборник тезисов Международной научно-технической конференции (28–30 сентября 2010; Киев, Украина). Киев: ИПП НАНУ, 2010. С. 129–130.
  14.  Борздыко Е.В., Леонтьев М.К., Хронин Д.В. Анализ динамического поведения роторов с нелинейными упруго-демпферными опорами // Известия высших учебных заведений. Авиационная техника. 1987. № 3. С. 19–22.
  15.  Новиков Д.К., Чаадаев К.Н. Исследование динамики ротора ГТД с учетом нелинейности демпферов опор // Международный научно-технический форум, посвященный 100-летию ОАО «Кузнецов» и 70-летию СГАУ: Сборник трудов. Самара: Изд-во СГАУ, 2012. С. 30–31.
  16.  Дилигенский Д.С., Новиков Д.К. Расчет коэффициента демпфирования упругих колец с рабочей жидкостью // Вестник СГАУ. 2015. Т. 14. № 3-2. С. 327–335. DOI: 10.18287/2412-7329-2015-14-3-327-335
  17.  Li Y., Yang H., Deng S. Dynamic Characteristics Study of Elastic Ring Squeeze Film Damper with Rigid–Elastic–Oil Coupled Model // Lubricants. 2023. Vol. 11. No.11:491. DOI: 10.3390/ lubricants11110491
  18.  Zhao L., Liao M., Niu J. Investigation on Steady State Unbalance Response of Rotor with Elastic Ring Squeeze Film Damper // Materials Science and Engineering. Vol. 751. 5th International Conference on Mechanical and Aeronautical Engineering (ICMAE 2019; 12–15 December 2019; Sanya, China). DOI: 10.1088/1757-899X/751/1/012043
  19.  Pang G., Cao S., Chen Y. et al. Study on Vibration and Bifurcation of an Aeroengine Rotor System with Elastic Ring Squeeze Film Damper // Shock and Vibration. 2021: 4651339. DOI: 10.1155/2021/4651339
  20.  Cao L., Gao D.-P., Jiang H.-F. Damping mechanism of elastic ring squeeze film damper // Industrial Lubrication and Tribology. 2019. Vol. 71. No. 10, pp. 1144-1151.
  21.  Ермолаев Г.М., Новиков Д.К. Изучение влияния канавки на характеристики гидродинамического демпфера в пакете Fluent // Проблемы и перспективы развития двигателестроения: Международной научно-технической конференции. Самара: СГАУ, 2014. С. 197–199.
  22.  Proctor M.P., Gunter E.J. Stability analysis of a high-speed seal test rotor with marginal and extended squeeze-film damper – theoretical and experimental results. NASA/TM – 2007-214849.
  23.  Дилигенский Д.С., Новиков Д.К. Учет влияния условий монтажа на напряженно-деформированное состояние упругих колец в демпферной опоре // Проблемы и перспективы развития двигателестроения: материалы Международной научно-технической конференции. Самара: СГАУ, 2016. С. 41–42.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2025