[发明专利]避免航空发动机盘腔积液失稳转子的设计及监测运行方法

摘要

一种避免航空发动机盘腔积液失稳转子的设计及监测运行方法，通过对航空发动机转子的空腔结构进行优化设计并引入校核准则，将航空发动机转子的失稳门槛转速推知失稳门槛积液量体积并与转子空腔体积做比较，通过对转子的组合参数与临界组合参数的对比分析转子的积液失稳风险，设计出没有盘腔积液风险的航空发动机转子。并在转子运行过程中引入监测方法，通过监测转子振动总量幅值增加量、次谐波幅值和转子振动时域波形峰峰值，并将这些值和正常工作转子的对应值比较以判断转子是否发生积液失稳，能够有效避免大多数盘腔积液的转子失稳，或者使有失稳风险的转子在失稳前能及时监测到积液故障，保证有失稳风险转子的正常运行。

主权项

1.一种避免航空发动机盘腔积液失稳转子的设计方法，其特征在于，具体过程是：步骤1：确定航空发动机转子的初始结构特征：所述的初始结构特征包括该航空发动机转子初始结构和性能参数；其中：所述航空发动机转子的初始结构为夹层的圆盘，在该转子两端面的中心均有贯通的轴孔；确定的结构参数为该航空发动机转子的轴向长度H，转子外径d，转子内径R，轴孔的孔径R_i；该转子夹层两个内表面之间的间距为L；所述航空发动机转子的性能参数为转子密度ρ_i、转子阻尼系数D和转子的刚度系数K；步骤2：判断转子是否会发生失稳：根据转子的失稳准则来判断航空发动机转子是否有失稳风险；在根据失稳准则校核转子时，将步骤1中初步确定的转子结构参数和初步确定的转子性能参数代入失稳准则公式中，计算组合参数H和临界组合参数H_c，并以得到的临界组合参数H_c作为参考线A；将得到的组合参数H的值与所述参考线A的值进行比较，当组合参数H的值大于等于所述参考线A的值时，该转子在运行过程中有失稳风险；当组合参数H小于所述参考线A的值时，该转子在运行过程中无失稳风险；当转子在运行过程中有失稳风险时，进入步骤3，对该转子重新优化设计并迭代校核；当转子在运行过程中无失稳风险时，对该转子在监测中运行；步骤3：重新优化设计，迭代校核：对该转子重新优化设计并迭代校核的具体过程是：改变转子的空腔外径R和/或空腔宽度L；所述改变转子的空腔外径R和空腔宽度L时，将该空腔外径R和空腔宽度L分别在原初始设计尺寸的基础上减小5％～10％；重复步骤2，判断改变结构尺寸和重量后的转子是否会发生失稳；具体是，将改变后的各结构参数带入校核准则，判断所述转子是否会发生失稳；若判断结果是该转子会发生失稳，继续改变转子的空腔外径R和/或空腔宽度L，再次进行优化设计；在反复优化设计中，若经过多次优化后该转子的设计重量超出范围，仍然不能满足校核准则，该转子需要在监测中运行；若判断结果是该转子不会发生失稳，完成对转子的设计，在监测中运行。