基于性能退化的单盘转子碰摩可靠性分析

苏长青，赵美琪

(1.沈阳航空航天大学 安全工程学院，沈阳 110136；2.辽宁省飞机火爆防控及可靠性适航技术重点实验室，沈阳 110136)

1 引言

转子系统的全寿命周期历经正常到退化直至失效的全过程，在这期间系统的主要性能参数会随着时间经历不同的退化状态，当退化累积到一定程度时系统将失效。在转子系统众多故障中，转静碰摩具有不可避免且危害性大的特点，因此研究转子碰摩性能退化对可靠性分析具有十分重大的意义。

过去近百年的时间里，学者就转子碰摩机理做出了许多深入的研究。随着研究的深入，学者发现转子系统并非简单的线性运动，实则存在大量的非线性运动。A.Muszynska[1]指出旋转机械发生转静子碰摩现象的同时，转子系统内存在大量非线性行为，严重时甚至发生混沌现象。ChangJie等[2]研究了Jeffcott转子的非线性振动特性，引入了Lyapunov指数，他们发现碰摩发生的剧烈程度与指数呈现明显的正相关性。Chu等[3]伴随着转子系统发生碰摩，瞬态频率也在剧烈变化，通过研究动力学模型发现，刚度的瞬时变化可作为碰摩发生剧烈程度的标识。Mohamed[4]通过大量的研究发现，转子碰摩对共振频率有着显著地影响，随着碰摩发生剧烈，共振频率变强。张义民[5]针对由质量偏心引起的转子系统碰摩,应用四阶矩技术,摄动理论等，对转子系统可靠性灵敏度、可靠性等给出了系统的计算方法，并用数值解析进行验证。李东[6]针对弹性支承裂纹—碰摩转子系统物理模型,应用有限元软件和裂纹扩展理论分析裂纹扩展情况，并计算转子系统的剩余寿命。……