风扇转子动特性试验与分析

葛向东，高 强，路 阳，杨 雷，安中彦

（中国航发沈阳发动机研究所，沈阳110015）

0 引言

随着旋转机械的飞速发展，转子动力学的研究也在不断深入[1-3]，但受客观条件的限制，研究大多集中在理论分析、数值模拟和模拟转子的试验验证方面[4-5]，对工程中航空发动机真实转子的试验研究很少，且仅停留在转子超转、破裂、疲劳等强度试验层面，而对于全尺寸航空发动机转子动力学试验研究尤为匮乏[6-7]。航空发动机是1种复杂的高速旋转流体机械，各部分无论在构造、材料、工艺以及运动形态上存在很大差别，要从理论上做出严格、精确的动力学特性分析具有很大难度[8-9]。

本文利用卧式转子试验器，测量风扇转子的振动响应，评估工作转速区间内转子不平衡量变化规律，分析得到风扇转子在典型转速下的工作弹性线，研究风扇转子工作状态下动力学特性及结构影响因素[10-11]，可为风扇转子振动控制研究提供借鉴。

1 试验方案

1.1 试验件

本次试验以风扇转子为试验件，共分4种状态：

状态1：风扇盘毂组合件+多功能轴，如图1所示；

状态2：风扇盘毂组合件+多功能轴+第1级转子叶片，如图2所示；

状态3：风扇盘毂组合件+多功能轴+第2级转子叶片，如图3所示；

状态4：风扇盘毂组合件+多功能轴+第3级转子叶片，如图4所示。

为对比多功能轴安装紧度对转子动力学特性的影响，将状态1又分为转子2级盘轴与多功能轴间0.08 mm和0.13 mm 2个过盈配合状态。

图1 风扇盘毂组合件+多功能轴试验件

图2 风扇盘毂组……