Un método de supresión de vibraciones para el rotor multietapa de un motor aeroespacial basado en la optimización del ensamblaje
Autores: Chen, Yue; Cui, Jiwen; Sun, Xun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Un método de supresión de vibraciones para el rotor multietapa de un motor aeroespacial basado en la optimización del ensamblaje
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Calidad de ensamblaje
Nivel de vibración
Métodos de optimización
ángulos de ensamblaje
Respuestas de vibración
Rotor multietapa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 25
Citaciones: Sin citaciones
La calidad de ensamblaje del rotor multietapa es un factor esencial que afecta su nivel de vibración. Los métodos de optimización existentes para los ángulos de ensamblaje de los rotores en cada etapa pueden garantizar que la concentricidad y el desbalance cumplan con los requisitos, pero no pueden garantizar directamente que sus respuestas de vibración cumplan con los índices. Por lo tanto, en este estudio, primero derivamos las fórmulas de excitación de las excentricidades geométricas y de masa en el rotor multietapa y las introdujimos en el modelo dinámico del sistema de rotor multietapa. Luego, se estableció el modelo de transferencia de coordenadas de los errores de excentricidades geométricas y de masa, incluidos los ángulos de ensamblaje de los rotores en todas las etapas. Además, se estableció la relación matemática entre los ángulos de ensamblaje de los rotores en todas las etapas y las respuestas de vibración nodal al combinar el modelo de transferencia de errores con el modelo dinámico del sistema de rotor multietapa. Además, se desarrolló una función de optimización, que toma los ángulos de ensamblaje como variables de optimización y la velocidad máxima de vibración en los rodamientos como objetivo de optimización. Finalmente, se ensambló un sistema de rotor de alta presión de cuatro etapas simplificado de acuerdo con los ángulos de ensamblaje óptimos calculados en las simulaciones. Los resultados experimentales mostraron que la velocidad máxima de vibración en los rodamientos bajo el ensamblaje óptimo se redujo en un 69.6% y un 45.5% en comparación con la del peor ensamblaje y el ensamblaje por defecto. El método de optimización de ensamblaje propuesto en este estudio tiene un efecto significativo en la supresión de vibraciones del rotor multietapa de un motor a reacción.
Descripción
La calidad de ensamblaje del rotor multietapa es un factor esencial que afecta su nivel de vibración. Los métodos de optimización existentes para los ángulos de ensamblaje de los rotores en cada etapa pueden garantizar que la concentricidad y el desbalance cumplan con los requisitos, pero no pueden garantizar directamente que sus respuestas de vibración cumplan con los índices. Por lo tanto, en este estudio, primero derivamos las fórmulas de excitación de las excentricidades geométricas y de masa en el rotor multietapa y las introdujimos en el modelo dinámico del sistema de rotor multietapa. Luego, se estableció el modelo de transferencia de coordenadas de los errores de excentricidades geométricas y de masa, incluidos los ángulos de ensamblaje de los rotores en todas las etapas. Además, se estableció la relación matemática entre los ángulos de ensamblaje de los rotores en todas las etapas y las respuestas de vibración nodal al combinar el modelo de transferencia de errores con el modelo dinámico del sistema de rotor multietapa. Además, se desarrolló una función de optimización, que toma los ángulos de ensamblaje como variables de optimización y la velocidad máxima de vibración en los rodamientos como objetivo de optimización. Finalmente, se ensambló un sistema de rotor de alta presión de cuatro etapas simplificado de acuerdo con los ángulos de ensamblaje óptimos calculados en las simulaciones. Los resultados experimentales mostraron que la velocidad máxima de vibración en los rodamientos bajo el ensamblaje óptimo se redujo en un 69.6% y un 45.5% en comparación con la del peor ensamblaje y el ensamblaje por defecto. El método de optimización de ensamblaje propuesto en este estudio tiene un efecto significativo en la supresión de vibraciones del rotor multietapa de un motor a reacción.