含端面封严的转子动力学建模及振动特性分析

石墨端面封严是航空发动机中广泛采用的一种接触式封严结构，其在工作时由于转子摆动将不可避免地对转子产生非线性激励载荷。为揭示此种端面接触式封严对转子的动力学影响，以偏置盘转子-封严系统为对象，考虑转子摆动的影响推导了端面封严的非线性激励载荷，建立了含端面封严的偏置盘转子系统的非线性动力学方程，结合数值分析详细研究了端面封严诱发的转子非线性动力学响应及稳定性特征。结果表明，端面封严载荷对转子系统始终做正功，当系统阻尼不足以耗散封严载荷输入的振动能量时，转子振幅将逐渐发散并表现出失稳特征，此时转子频域响应由转子模态成分主导。通过对关键参数影响分析，发现减小封严结构接触半径、摩擦系数、轴向刚度或提高系统阻尼有利于提升转子稳定性。