摘要
众多研究表明航空发动机的异常振动是导致飞机出现机械故障甚至造成机毁人亡的主要原因之一。在追求高推重比和燃油效率的背景下，现代航空发动机结构趋于复杂。高低压转子采用的柔性设计、转子之间以及转子与机匣之间采用弹性环和滚动轴承支撑，使得发动机存在阶数可观、振型复杂的固有属性，实际表象为共振区间范围广，响应行为复杂，给航空发动机的正向设计带来了极大难度。因此，开展航空发动机复杂双转子系统的振动抑制分析具有实际意义和研究价值。 本文以某实际航空发动机转子系统为研究对象，从正向动力学分析角度深入开展了复杂盘-鼓-轴双转子系统的精细建模与降维简化、挤压油膜阻尼器双转子系统建模、非线性动力学求解算法、可视化图谱分析法、多参数非线性稳态响应分析等研究。具体的研究任务如下: 首先，通过转子动力学的理论基础与求解方法，根据某实际航空发动机建立双转子航空发动机的三维有限元高精度模型，采用固定界面模态综合法对高精度模型进行降维简化，利用仿真分析进行了双转子固有振动特性的对比，验证了降维模型的高效性。求解转子系统临界转速并对比不同阶数临界转速的特征，分析高、低压转子轴承支承刚度的变化对临界转速产生的影响，发现低压右支承位置的刚度对临界转速影响最大。 其次建立挤压油膜阻尼器双转子动力学模型，依据雷诺方程结合短轴承理论构建油膜力模型，并利用有限差分法求解瞬态油膜力，通过考虑油膜力的Newmark-β法，研究了双转子系统振动响应特性和挤压油膜阻尼器对双转子系统共振区的减振效果，基于仿真结果详细分析系统参数对双转子系统的振动影响。研究发现挤压油膜阻尼器对系统的振动抑制效果明显，合理增大系统的支承刚度与阻尼系数能够提升系统的抗振能力。 最后研究了挤压油膜阻尼器的滑油粘度、油膜间隙等固有参数以及发生静偏心时对系统振动特性的影响并重点分析挤压油膜阻尼器的安装数目和安装不同位置对双转子系统的振动响应问题，发现多个阻尼器配合使用要比单阻尼器减振作用更明显，合理的选择安装位置如安装于轴承半径最大处的减振效果更佳。 本文的一系列研究为利用挤压油膜阻尼器进行振动抑制提供了借鉴作用，为以航空发动机为代表的一类复杂结构转子系统的动力学设计提供一种可行的技术解决方案。
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