[发明专利]具有内外激励模拟的航空发动机弹支转子模拟试验装置

说明书

具有内外激励模拟的航空发动机弹支转子模拟试验装置，包括旋转驱动系统、弹支转子系统、支撑底座、支点激励模拟装置、外部激励模拟装置、测试系统和底台。外部激励装置能够模拟发动机转子处于的振动环境以及激动飞行载荷；内部支点激励模拟装置能够模拟支点承受冲击载荷，结合转盘、碰摩杆等，能够有效模拟转子产生周期型激励，能够有效模拟航空发动机弹支转子复杂激励环境；具有支点载荷力传感器、转子振动位移传感器、加速度、鼠笼应变等测试传感器，能够综合测试转子振动、鼠笼应变、载荷等数据，实现振动耦合分析；具有弹性转子系统包含转子、鼠笼、腹板、机匣等与航空发动机相似结构，能够有效模拟发动机弹性支撑以及转子结构特征。

技术领域

本发明涉及属于航空发动机试验与测试技术领域。

背景技术

航空发动机转子系统是保证航空发动机安全稳定运行的重要结构件，具有复杂的支撑结构，普遍采用的弹性支承结构(以下简称弹支结构)，能够综合调整系统临界转速保证安全裕度并提高系统运行稳定性，内部转子和支撑结构复杂，其动力学特性与转子系统乃至整机的动力学性能和振动问题密切相关。航空发动机转子动力学激励具有复杂性，包括转子不平衡、不对中、碰摩等引起内部转轴激励载荷，支点承受冲击力、还受飞机着陆时冲击、机动飞行载荷等外激励。

目前无法在真实航空发动机上直接获得转子结构本体的振动数据，而真实实验研究有所限制；目前普遍采用各种模拟试验装置开展试验装置，如：航空发动机双转子-支承-机匣试验器等，多数实验装置不具备内外冲击机理模拟，难以模拟发动机转子和支点所受复杂激励模拟动力学特性，因此迫切需要研制具有内外激励模拟的航空发动机弹支转子模拟试验装置。

发明内容

为了解决上述背景技术中的问题，本发明提供具有内外部激励模拟装置、支点载荷测试装置的航空发动机弹支转子模拟试验装置，能够开展外部机动飞行、冲击模拟以及支点激励和转子激励测试，实现航空发动机弹支转子振动特性测试。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：具有内外激励模拟的航空发动机弹支转子模拟试验装置，包括旋转驱动系统1、弹支转子系统2和支点激励模拟装置4，弹支转子系统2的两端设有腹板21，两端腹板21内侧分别安装两个鼠笼23，一侧腹板21与鼠笼23之间安装力传感器22，两侧的鼠笼23内端与轴承座24连接，轴承25安装于轴承座24内部，转轴26一端连接一侧的轴承25转轴26另一端连接另一侧的轴承25并且贯穿同侧的腹板21与旋转驱动系统1连接；对应于力传感器22一侧的鼠笼23上部安装支点激励模拟装置4，支点激励模拟装置4的径向激振器41位于鼠笼23上方，径向激振器41下部连接径向激振杆42，径向激振杆42下端连接轴承座24。

所述弹支转子系统2安装于支撑底座3上，支撑底座3为梯形凹形结构，弹支转子系统2两侧腹板21固定于内部凹形结构32两端。

所述支撑座3上位于力传感器22一侧的鼠笼23外侧对称安装支撑立板44，两个支撑立板44上端之间安装激振器连接板43，径向激振器41安装于激振器连接板43上。

所述支撑底座3下侧设有底台7，底台7上设有横向的滑动导轨53，支撑底座3底部安装滑块54，支撑底座3与底台7之间通过滑块54和滑动导轨53滑动连接；底台7上位于支撑底座3一侧安装外部激励模拟装置5，外部激励模拟装置5的横向激振器51连接横向激振杆52，横向激振杆52前端连接支撑底座3。

所述转轴26上安装转盘27，两侧的腹板21之间安装机匣28，机匣28位于鼠笼23和转盘27外侧，机匣28上与转盘27同一径向平面间隙安装碰摩杆29。

所述力传感器22一侧的鼠笼23上安装应变62，所述腹板1内侧安装传感器安装支架63，传感器安装支架63上位于转轴26的水平和垂直方向分别安装振动位移传感器61；轴承座24上安装加速度传感器64。

所述力传感器22为三向力传感器。

所述转盘27端面设有用于设置转子不平衡的螺纹孔。