航空发动机双转子轴间碰摩非线性动力学特性

航空发动机双转子之间通常采用封严结构，容易导致双转子发生轴间碰摩。针对双转子轴间碰摩问题，推导了轴间碰摩力模型，结合实体有限元法建立了双转子轴间碰摩动力学模型，并将固定模态界面综合法和数值方法结合，提出了此类高维转子轴间碰摩响应的一般计算流程。基于该计算流程，详细研究了轴间碰摩导致的双转子复杂非线性动力学特性。结果表明：双转子发生轴间碰摩时，主要存在持续碰摩、间歇碰摩和自激振动三种碰摩状态。持续碰摩主要引起双转子间振动耦合；间歇碰摩对转子产生较明显冲击特征，导致转子频域响应中出现多阶模态频率成分及组合频率成分；自激振动则是由切向摩擦诱发的、转子正进动模态频率成分主导的一种运动状态，此时转子呈正向涡动，但振动幅值很高，对转子危害极大。通过减小摩擦系数或碰摩刚度，能显著减小自激振动发生的转速范围，提升转子运行稳定性。