航空發(fā)動機雙管耦合振動的建模與分析.pdf

1、航空發(fā)動機液壓管路系統(tǒng)的振動問題主要包括三個方面的耦合振動:機匣與管路之間的耦合振動，管路與管路之間的耦合振動和輸送流體與管路之間的耦合振動。其中對于單管流固耦合振動機理的研究較為成熟，但由于管路之間的耦合使整個系統(tǒng)的耦合振動非常復雜，以致單管的流固耦合模型并不能完全支撐工程實際。因此，研究管路系統(tǒng)中管路與管路之間耦合振動的機理及固有特性有重要意義。
　　本文的研究目的在于明確航空發(fā)動機液壓管路系統(tǒng)的流固耦合振動，以及通過卡箍連接

2、的管路與管路之間耦合振動的機理，以解決液壓管路因共振而發(fā)生裂紋和漏油現(xiàn)象進而避免事故。本文采用牛頓法建立了航空發(fā)動機液壓管路的單管流固耦合振動非線性數(shù)學模型。在單管模型方程的基礎上，根據(jù)航空發(fā)動機卡箍的類型，分別建立了基于懸空卡箍與基于接地卡箍的雙管耦合振動數(shù)學模型。在建模中考慮了粘彈性系數(shù)、脈動流因素和基礎激勵的影響并將方程進行了無量綱化。以基于懸空卡箍連接的雙管耦合振動模型為對象，通過已經(jīng)建立的非線性數(shù)學模型進行線性化分析，研究管路

3、的質量比、流速、流體壓力等參數(shù)以及卡箍剛度對固有頻率影響。采用Galerkin法對運動微分方程進行了離散化處理，然后利用模態(tài)函數(shù)的正交性，最終得到了一階微分方程組的標準形式，使用數(shù)值仿真方法得到了各參數(shù)與固有頻率的關系曲線。利用Matlab軟件數(shù)值模擬了航空發(fā)動機液壓管路的振動，得到了系統(tǒng)在不同條件下管路振動的時間響應曲線和相平面圖。
　　本文得到的結論與已有的管路耦合振動成果相符合，能夠較好的模擬航空發(fā)動機液壓管路的工作環(huán)境，能