航空发动机试验器连接机匣动力学模型的确认方法

王立，梁昊天，王相乾，周标，臧朝平

(1. 中国航发湖南动力机械研究所，湖南 株洲 412002； 2. 南京航空航天大学 能源与动力学院，江苏 南京 210016)

0 引言

航空发动机机匣作为发动机的主要承力部件，其动力学特性对发动机转子的临界转速和整机动力学特性等有十分重要的影响[1]。利用有限元方法建立数字样机，开展动力学仿真分析，已经逐渐成为航空发动机设计阶段的一项有效手段[2]。然而有限元模型存在网格划分的离散误差、简化误差、材料参数误差、加工装配公差等因素，必然会有一定的误差。为提高动力学模型的精度，利用实际结构的振动试验数据作为参考，对有限元模型进行校准、修正，使得修正后的设计模型具有足够的精度来反映实际结构的动力学特性。这个过程即模型确认，为结构动力学分析提供了可靠的保证。

模型确认的思想[3]是由美国能源部三大实验室在20世纪90年代提出的，近年在工业设计中得到应用。例如美国通用汽车公司(GM)的轿车车身的模型修正[4]、加拿大波音公司飞机的模型修正[5]、动车组转向架的模型修正[6]等。ZANG C P[2]提出在航空发动机设计过程中进行动力学模型确认的框架。SEMENOV S[7]建立了转子系统各子结构(盘、轴)的有限元模型，并对其逐一进行了模型确认。该研究将盘轴近似为刚性连接，未考虑连接对转子系统动力学特性的影响。LIU S G[8]建立了航空发动机转子部件螺栓连接部件的实体有限元模型。马双超[9]将薄层单元法运用到航空发动机机匣螺栓连接结构上。……