某双转子发动机变态相似模型设计与验证分析

丁 一，罗贵火，王 飞

(南京航空航天大学 能源与动力学院 江苏省航空动力系统重点实验室， 南京 210016)

转子系统作为旋转机械的核心部件，在现代工业尤其是航空、能源、电力等领域有着举足轻重的作用[1]。模型试验法是当前研究转子系统动力学特性的最重要的方法之一，旨在通过与原型相似的模型试验进行研究，从而得到原型的工作性能和规律特点[2]。根据不同的比例尺性质，模型试验法所采取的试验器可以分为2种，即正态模型和变态模型。对于与原型相同材料的正态模型，其固有频率需要比原型大很多才能满足动力学相似，其要求转速在现有的试验条件下往往无法达到，另外其所需的激励频率也比原型大很多。因此，采用变态模型转子进行试验不仅可以拓宽试验的应用范围，还可以减少模型制作的材料用量，从而降低试验成本。国内外学者对变态模型相似性问题进行了研究并取得了丰硕成果，但对转子系统动力学相似问题的研究不够全面，尤其是转子系统的动态响应方面的相似性问题研究极少。另外，转子系统的动力相似尤其是变态动力相似方面的研究只停留在起步阶段。因此，深入研究转子系统动力模型变态相似问题和发展转子系统变态模型优化设计方法是十分有必要的，对转子系统试验模型的相似设计具有重要意义。

本文在深入分析转子系统变态模型、原型相似准则和动力学相似关系的基础上，提出了基于数学模型的转子变态模型优化设计思路和算法，并对实际发动机转子系统进行了动力学相似设计。……