航空发动机整机振动控制技术措施探析

孟俊

(东方航空技术有限公司，上海 201207)

1 航空发动机整体振动控制技术的设计过程

在航空发动机整体振动控制技术设计项目中，要对具体元件的设计流程予以分析和判定，从而整合相关数据信息，建构完善的数据处理策略。首先，要评估转子的临界转速，对设计结构予以判定，集中保证I阶弯曲临界转速能在最大工作转速以上，采用最有效的裕度管理结构，确保工作转速的实效性。其次，要设定临界转速，集中调整相关结构设计技术参数，维护初始方案基础水平，利用动力学影响分析方法提高设计效率。再次，要有效评估转子的不平衡响应敏感性结构，保证发动机间隙合理分布布局更加有效。最后，消除动力学特性中一部分不稳定因素，处理频率、限定数值以及相关条件之间的关系，避免危险振动的发生。

（1）结构系统动力学设计单元。在结构系统动力学设计单元中，要集中在转子动力学研究体系中，尤其是转子系统的临界转速问题方面，只有从根本上完善稳定性，才能保证相关参数的实际价值。例如，某发动机本身具备双转子临界转速结构，由于没有对系统进行整体性判定，就会出现机动过载以及支点同心度不足的问题，这就需要相关研究人员对其进行必要的分析和研究，耦合系统振动特性出现偏差。另外，在发动机设计项目运行过程中，也要集中开展线性系统振动设计，对系统中的结合面连接刚度参数、不平衡量参数以及阻尼参数等项目展开判定，非线性刚度和非线性阻尼都是关键的评断依据。正是基于发动机技术的不断升级，要处理强非线性因素适应度，就要对整体系统振动结构进行综合性控制。发动机的基本结构特征参数也要作为重点关注项目，集中分析概率分布结构和处理效果。值得一提的是，结构功能差组合参数、装配过盈范围参数以及温度梯度参数等都要有效实现动柔度分析。基于此，相关技术人员为了避免航空发动机整体振动控制效果受损，就要将发动机动力学整体结构作为分析目标对象，整合参数装配效果的基础上，研究振动响应特征以及相关力学结构的机理部分，为后续设计方案的全面升级提供保障。

（2）支承连接系统动力学设计单元。动力学分析技术为很多人有效识别航空发动机分析精度重点和难点提供了基本方法，但是，存在支点准确性以及连接结构动态柔度不符合的问题。由于实测支点的精柔度十分关键，因此，要对影响参数实际水平的因素予以关注，避免零件变形，尤其是轴承和游隙进行分析，确保能有效提高数据分析的完整性。在常规化数据分析范围内，临界转速参数对于支点的柔度十分的敏感，基于此，要建立有效的静子支承结构分析体系，将工作状态下温度参数作为标准，集中处理振动测试项目，对两者的变化关系予以关注，在及时分析问题的基础上，制定切实有效的处理措施。需要注意的是，多数技术成果显示，在研究支承连接系统动力学设计单元时，预紧力控制机制、摩擦力性能控制结构等都是非常关键的因素，要结合国家规定的相关螺栓设计准则，将直径参数、模拟数据库结构以及相关因素作为重点。

2 航空发动机整体振动控制技术的装配过程

技术人员也要对装配工艺进行分析，整合系统运行机制，确保其能在规定时间内达到安全可靠性，完成机械设计效能需求。需要注意的是，在对发动机结构形式以及工作环境予以判定的同时，提高特征参数分析水平，维护动力学参数的应用价值，尤其是对零件跳动规律、零件之间的配合结构、同心度以及不平衡量等参数进行分析。要想从根本上维护发动机振动排除故障的水平，就要对系统控制水平展开深度调研，避免不稳定性对其常规化管理造成影响。

第一，发动机振动主要影响参数，将加工过程、装配过程以及装配体系内公差等控制在变化范围内，从而全面分析特征参数的变化结构以及产生的影响。技术人员要对工艺参数以及机体整体特征予以确定，从而完善关键因素的处理机制。在影响航空发动机整体振动的因素中，不平衡量、不同心度以及连续刚度、支承刚度参数是最为关键的参数体系，需要建立针对性较强的处理机制和分析策略。例如，转子不平衡的关系会对结构运行和安装流程产生影响。

第二，对于结构动力学特征项目进行分析的过程中，也要整合振动参数的实际水平，完善影响的不平衡量，确保参数分析水平的最优化。一方面，结构装配工艺自身的复杂性决定了技术运行过程需要相关技术人员对其进行质量监督，尤其是对惯性力、热梯度、摩擦以及螺栓预紧力等荷载参数，只有满足刚度连接效果，才能在工作转速范围内确保相关力学结构指导受到影响。轴承配合过程要达到事宜的范围内，从而分清温度参数、湿度参数、装配时间等基础性要素的适宜范围，整合设计要求后，升级处理效率，为后续工作的全面落实提供保障。另一方面，要对结构工艺参数和装配参数的可测性以及可控性予以判定，保证相关问题的实效性，完善静态集合结合参数，也为点线面处理效果的优化奠定坚实基础，确保跳动量分析结构和附件管理效果的配合实效性。在维护装配过程以及结构参数的基础上，可测性也更加贴合实际。

第三，要整合典型转子同心度装配优化机制，维护发动机构件设计要求，提高几何项目和工艺参数的完整性，落实转配管理体系，实现完善机制的同时，维护设计要求。技术人员要对装配组合的力学容差要求进行分析，确保满足技术要求的同时，数据和振动特性也能维持一致性。尤其是在装配过程中，要整合优化力学参数的完整性，确保振动特性分析水平的重要性。另外，在转子不同心度优化过程中，要整合部件组合角度达到目标，维护公差条件，完善仿真元素的装配效果。除此之外，转静子不同心度也要得到优化，落实有效的数据整合要求。结合不同心度大小以及相位参数，有效改善元件的调节优化性质，优化定位关系水平。若是出现不同心度数值增大，就要进行统筹分解，调整结构参数后改善不同心度的处理效果。

3 航空发动机整体振动控制技术的验证

在对航空发动机整体振动控制技术进行验证的同时，也要对检测技术实际情况的满足参数予以判定，维护整体振动特性的同时，保证实现故障处理效果的最优化。

第一，要对转子动力学特性进行测试技术分析，维护发动机全转速范围内的振动形态，集中处理几何尺寸和支点布局结构，尤其要对旋转机械系统的弹性支撑结构进行转速范围的控制，维护转速效果和结构形式的分析效果。在对航空发动结构一般性转速振动曲线共振点予以分析时，也要集中处理非接触性位移传感结构，有效检测出转子轴向的实际相位参数。目前，较为常见的测试方式主要分为加速度、应变计联合测试法以及非接触式激光位移测试法，前者要对传感器附加质量影响因素进行分析，结合差异性环境制定差异性测试方案，能在对轴向振型予以判定的基础上，维护应变参数的稳定性。后者则要借助动态变形以及静态变形进行测量系统的管控，尤其是对风扇匣轴向变形数值进行测定，从而维护多视角变形分析水平，维护加载条件下大型柱状结构的应变分布水平，为后续工作的全面开展提供保障。

第二，也要对航空发动机整体振动故障的特征和表现进行验证，在发现振动转速面积增大、转速频谱丰富性增大以及频率低于转子基频等问题后，集中进行校对处理。研发精度参数更加有效的大型盘轴系统，验证装配参数的稳定性和实效性。

第三，要对机匣支承结构的振动特性进行测试，转子不平衡力以及内流等参数都是基本的影响因素，由于振动会涉及自身结构强度，因此，要避免功能衰减问题，提高研究效率。

4 结语

总而言之，在研究航空发动机整体振动控制技术的过程中，要整合研究经验和高性能需求，维护计算机技术以及测试技术的实效性，也为后续可控性装配水平提升提供保障，维护装配工艺水平研究机制的同时，优化实效性和实用性价值，整合特性的同时，保证航空发动机整体振动问题得以控制，维护论证实效性。

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