Simulación Digital de Características Dinámicas Acopladas de Rotor Abierto e Investigación de Pruebas de Balanceo Dinámico
Autores: Guo, Yixiang; Chen, Lifang; Long, Yuda; Zhang, Xu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Simulación Digital de Características Dinámicas Acopladas de Rotor Abierto e Investigación de Pruebas de Balanceo Dinámico
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Motor aeroespacial
Equipos de potencia de aviación
Motores de turbina de rotor abierto
Vibración
Tecnología de elementos finitos
Equilibrado dinámico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 26
Citaciones: Sin citaciones
Un motor aeroespacial, como el equipo de potencia central de la aeronave, permite un funcionamiento seguro y estable con un índice de fiabilidad muy alto, y es una garantía importante en vuelo. Los motores de turbina de rotor abierto (hélice contra-rotativa) se han destacado como un punto caliente de investigación para el equipo de potencia de aviación en los últimos años debido a sus ventajas sobresalientes de bajo consumo de combustible, alta velocidad aérea y fuerte eficiencia de propulsión. Con el objetivo de abordar los problemas de vibración que superan el estándar generados por el desequilibrio durante el funcionamiento del sistema de doble rotor en el desarrollo de aeronaves, la dificultad de identificar la vibración acoplada bajo la condición de micro-velocidad diferencial, y la complejidad de la ley de características dinámicas, se propone un tipo de simulación numérica de la dinámica basada en la tecnología de elementos finitos, junto con un método de investigación experimental para la identificación rápida y precisa de la vibración acoplada del sistema de doble rotor. Basándose en el diseño de la estructura del motor de rotor abierto existente para construir un banco de pruebas de simulación, se establece un modelo digital gemelo de simulación de elementos finitos de doble rotor y se analizan y calculan las condiciones de trabajo típicas de las características dinámicas de los parámetros. Se utiliza el algoritmo avanzado de identificación de señales de vibración acoplada de doble rotor para llevar a cabo pruebas experimentales de desacoplamiento y balanceo dinámico, comparando los resultados de la simulación con los datos medidos para verificar la precisión de los medios técnicos. Los resultados del estudio muestran que la tasa de supresión de vibraciones de la simulación de cálculo por elementos finitos realizada para el doble rotor simulado es del 98%, y la relación promedio de reducción de vibraciones de la prueba en campo real a 850 rpm, 1000 rpm y 3000 rpm es superior al 50%, lo que logra un buen efecto de balanceo dinámico y tiene el mérito de aplicación práctica en ingeniería.
Descripción
Un motor aeroespacial, como el equipo de potencia central de la aeronave, permite un funcionamiento seguro y estable con un índice de fiabilidad muy alto, y es una garantía importante en vuelo. Los motores de turbina de rotor abierto (hélice contra-rotativa) se han destacado como un punto caliente de investigación para el equipo de potencia de aviación en los últimos años debido a sus ventajas sobresalientes de bajo consumo de combustible, alta velocidad aérea y fuerte eficiencia de propulsión. Con el objetivo de abordar los problemas de vibración que superan el estándar generados por el desequilibrio durante el funcionamiento del sistema de doble rotor en el desarrollo de aeronaves, la dificultad de identificar la vibración acoplada bajo la condición de micro-velocidad diferencial, y la complejidad de la ley de características dinámicas, se propone un tipo de simulación numérica de la dinámica basada en la tecnología de elementos finitos, junto con un método de investigación experimental para la identificación rápida y precisa de la vibración acoplada del sistema de doble rotor. Basándose en el diseño de la estructura del motor de rotor abierto existente para construir un banco de pruebas de simulación, se establece un modelo digital gemelo de simulación de elementos finitos de doble rotor y se analizan y calculan las condiciones de trabajo típicas de las características dinámicas de los parámetros. Se utiliza el algoritmo avanzado de identificación de señales de vibración acoplada de doble rotor para llevar a cabo pruebas experimentales de desacoplamiento y balanceo dinámico, comparando los resultados de la simulación con los datos medidos para verificar la precisión de los medios técnicos. Los resultados del estudio muestran que la tasa de supresión de vibraciones de la simulación de cálculo por elementos finitos realizada para el doble rotor simulado es del 98%, y la relación promedio de reducción de vibraciones de la prueba en campo real a 850 rpm, 1000 rpm y 3000 rpm es superior al 50%, lo que logra un buen efecto de balanceo dinámico y tiene el mérito de aplicación práctica en ingeniería.