[发明专利]一种转子降维简化与不平衡响应验证平台及验证方法

权利要求书

1.一种转子降维简化与不平衡响应验证平台，其特征在于，包括多个转子降维简化的转动构件，所述多个转动构件之间通过支撑轴传动连接，所述支撑轴通过轴承与轴承支撑座转动连接。

2.根据权利要求1所述的转子降维简化与不平衡响应验证平台，其特征在于，所述转动构件是具有集中质量和槽结构的转子盘或具有一定的质量的刚性法兰盘联轴器。

3.根据权利要求1所述的转子降维简化与不平衡响应验证平台，其特征在于，所述轴承的数量为四个，靠近第一转动构件的两个轴承为深沟球轴承，远离第一转动构件的两个轴承为滚柱轴承。

4.一种转子降维简化与不平衡响应验证方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、以转动惯量守恒为原则，对转子降维简化，形成权利要求1所述的转子降维简化与不平衡响应验证平台；

步骤S2、对降维后的模型进行仿真验证及修正；

步骤S3、对降维后的模型进行误差补偿。

5.根据权利要求4所述的转子降维简化与不平衡响应验证方法，其特征在于，所述步骤S1包括以下步骤：

步骤S11、将具有叶片和止口结构的转子盘简化为具有集中质量的转盘，且在转盘上增加槽结构；将压气机盘简化为具有一定的质量的刚性法兰盘联轴器；

步骤S12、将发动机转子中转轴横截面直径变化小的轴段简化为等截面轴段；

步骤S13、计算过程先将等截面轴段抽象为无体积轴线，再用质量估算计算出轴的体积，继而求得简化后轴的直径。

6.根据权利要求4-5所述的转子降维简化与不平衡响应验证方法，其特征在于，所述步骤S11包括以下步骤：

步骤S111、以转动惯量守恒为原则简化具有集中质量的转盘，先将简化前模型沿径向进行切片处理，在每一层内进行单元划分，以网格中心到转轴的距离为惯性r_i半径，求和每个单元的转动惯量即算出简化前转子每一层的转动惯量；

简化后转子每一层都简化为薄圆盘，为保证转动惯量守恒，用等转动惯量的盘状微元代替原有结构，每层薄圆盘的半径r_n符合上述公式的隐式表达；

步骤S112、对简支的悬臂薄单圆盘转子的瞬态涡动方程进行推导，投影到xoy平面内，圆盘形心在力F_y作用下产生挠度y_F和偏角γ_F，在力矩Mz的作用下产生挠度y_M和偏角γ_M，将挠度y’和偏角β分别叠加得到下式：

经推导，将上式转化为力F_y和力矩M_z的显式表达，为简化表达式，分别用k11、k12、k21和k22代替z'和β的系数表达式；

步骤S113、xoz平面内，力F_z、力矩M_y、力F_y、力矩M_z满足下式：

当圆盘的自转角为圆盘存在偏心且偏心距为e时，转子形心坐标y’,z’和质心坐标y_c,z_c满足下式：

根据质心定理和动量矩定理，转子盘在匀加速状态下的瞬态涡动方程如下式：

转子的瞬态位移量与转盘质量m、转盘的极转动惯量J_d、转盘的直径转动惯量J_p有关；通过调整转盘位置和半径来从动力学上代替原有的带叶片复杂多盘转子，将风扇和涡轮部分简化成简支的悬臂单圆盘转子，将压气机简化为两端简支的非对称单盘转子。