高速旋轉(zhuǎn)臺(tái)振頻分析.pdf

1、高速旋轉(zhuǎn)臺(tái)是一套測(cè)試旋轉(zhuǎn)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)推力及其燃燒室壓力的試驗(yàn)設(shè)備，其工作轉(zhuǎn)速范圍一般為0-15000rpm(0-250Hz)，在實(shí)際工作中在特定轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)會(huì)發(fā)生振動(dòng)，在產(chǎn)生振動(dòng)的頻率范圍內(nèi)，不能對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行測(cè)試，甚至長(zhǎng)時(shí)間在這個(gè)范圍內(nèi)運(yùn)行，將影響高速旋轉(zhuǎn)臺(tái)的壽命。由于發(fā)動(dòng)機(jī)與高速旋轉(zhuǎn)臺(tái)主軸的安裝存在不同軸的誤差，發(fā)動(dòng)機(jī)自身的質(zhì)量偏心和發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生一個(gè)偏心力，作用在高速旋轉(zhuǎn)臺(tái)上，導(dǎo)致高速旋轉(zhuǎn)臺(tái)在工作過程中的振動(dòng)不可避免。 本文采

2、用有限元分析法對(duì)高速旋轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行了模態(tài)分析。模態(tài)分析能夠得到模型的固有頻率及振型等相關(guān)信息，通過對(duì)計(jì)算結(jié)果的對(duì)比分析，可以得到高速旋轉(zhuǎn)臺(tái)的振動(dòng)特性及振動(dòng)范圍。本文首先對(duì)高速旋轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行建模，分析軟件采用ANSYS，建模軟件采用UG。建模過程中將對(duì)計(jì)算結(jié)果影響很小的部件忽略，并對(duì)各零部件工藝上部分不影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡(jiǎn)化。然后對(duì)模型進(jìn)行分析，本文研究工作如下： (1)對(duì)高速旋轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行模態(tài)分析。通過計(jì)算可以看出，有三階固有頻率在工

3、作范圍內(nèi)，并且可以得到各階的陣型： (2)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)安裝在高速旋轉(zhuǎn)臺(tái)上時(shí)進(jìn)行模態(tài)分析。通過計(jì)算可以看出，安裝有發(fā)動(dòng)機(jī)情況下高速旋轉(zhuǎn)臺(tái)的振動(dòng)情況，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量的增加，各階固有頻率大小隨之減小，且隨著質(zhì)量的增加，在工作范圍內(nèi)的固有頻率階數(shù)也隨之增加； (3)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)施加質(zhì)量偏心時(shí)的高速旋轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行模態(tài)分析。由于發(fā)動(dòng)機(jī)安裝不同軸、發(fā)動(dòng)機(jī)加工過程產(chǎn)生的誤差和發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的推力偏心等原因使得高速旋轉(zhuǎn)臺(tái)在工作過程中存在偏心力，通過