[发明专利]一种减振环最小过盈量计算方法及装置

说明书

本申请提供了一种减振环最小过盈量计算方法及装置，所述方法通过分析安装槽与减振环的实际接触情况，从而确定在不同转速下减振环与安装槽之间的实际接触区域，不再默认为安装槽与减振环为整圆接触，贴近实际工况，计算出防止减振环周向滑动的最小过盈量，减少减振环过盈量计算误差，所得最小过盈量既能够使发动机快速启动时避免与减振环发生相对滑动，同时，所述最小过盈量不会减小减振环与安装槽之间的接触区域，从而确保了减振环的减振效果，从而提高减振环耗能计算的精度，满足航空发动机齿轮减振降噪的需求。

技术领域

本申请涉及航空发动机技术领域，特别地，涉及一种减振环最小过盈量计算方法及装置。

背景技术

减振环是用于航空发动机齿轮减振降噪的重要手段。而减振环的过盈量是减振环设计中重要参数，过盈量偏小，会导致发动机快速启动时与减振环发生相对滑动，从而破坏原来齿轮的动平衡，增加齿轮系统的动不平衡量，从而加大齿轮发生共振破坏的风险，而过盈量过大，则会减小减振环与安装槽之间的接触区域，从而降低减振环的减振效果，因此，如何合理的设计减振环的过盈量是减振环设计中的重要一个环节。

另外，由于自由状态下正圆形减振环的直径大于安装槽的直径，则在正圆形减振环在安装至正圆形槽内时正圆形减振环与安装槽不可能完全接触，若正圆形减振环与安装槽一起转动时，随着离心力的增加，接触区域会发生变化。现有的计算方法为了简化，均将两者默认是完全接触的，这样会对使得在分析问题时带来比较大的计算误差。

发明内容

本申请提供了一种减振环最小过盈量计算方法，以解决现有减振环过盈量计算误差大、难以同时满足动平衡和减振环减振效果的技术问题。

本申请采用的技术方案如下：

一种减振环最小过盈量计算方法，包括步骤：

S1、根据发动机起动规律，计算得出发动机起动过程中的最大角加速度；

S2、分别计算减振环装入安装槽后单位面积上的法向压力、减振环由离心力引起的单位面积上的法向压力；

S3、根据减振环装入安装槽后的法向压力和减振环由离心力引起的单位面积上的法向压力计算减振环与安装槽的临界接触角；

S4、根据减振环的摩擦系数、临界接触角、减振环装入安装槽后的法向压力、减振环尺寸分别计算安装状态下开口位置的集中力和安装状态下接触区域与非接触区域分界位置的集中力；

S5、计算由减振环装入安装槽后的法向压力、安装状态下开口位置的集中力、安装状态下接触区域与非接触区域分界位置的集中力产生的摩擦力；

S6、根据防止减振环在发动机起动过程中周向滑动时所述摩擦力所需满足的条件计算得到减振环的最小过盈量。

进一步地，所述步骤S1中，发动机起动过程中的最大角加速度α为：

其中，T_max为起动机在发动机起动过程中输出的最大扭矩，J为发动机转子的转动惯量。

进一步地，步骤S2中，计算减振环装入安装槽后单位面积上的法向压力，具体包括步骤：

假设过盈量为Δu，则减振环装入安装槽后单位面积上的法向压力p₀为：

其中，E为减振环的材料弹性模量，I为减振环的截面惯性矩，b为减振环轴向宽度，r为减振环的中性线半径。

进一步地，步骤S2中，计算减振环由离心力引起的单位面积上的法向压力p₁，具体包括步骤：

其中，m为减振环质量，v为线速度，r₁为减振环的外轮廓半径。