航空发动机整机振动问题研究方法及工程应用

针对航空发动机整机振动特征溯源困难的现状，以某型发动机典型振动突变特征溯源研究为例，提出了一种基于整机及部件动力学试验手段的振动特征溯源研究方法。该方法首先通过整机及部件动力学试验测试手段揭示发动机动力学特性和典型现象深层特征，然后通过综合剖析方法溯源振动特征的动力学原因及结构原因。通过发动机全静子机匣支承动刚度和整机模态特性试验研究，获取了静子支承动刚度特性与整机模态特性。通过发动机转子全转速下动特性与转子模态试验研究，揭示了转子在离心载荷作用下的不平衡激励和弹性线变化规律，以及转子连接界面在不同力学参数下的模态特性。通过整机工作条件下的转子轴承座全息测振和基于发动机叶尖间隙的转子全息测振试验研究，揭示了发动机典型振动特征的瞬变特征、支点工作振型、转子涡动及初相点等特征的变化规律。经综合研判，得到了该发动机振动突变特征的原因是转子连接界面变化所引发的转子不平衡激励状态突变的结论。基于该机理开展了转子本机平衡技术研究，有效地抑制了多台发动机的振动突变特征，进一步表明该溯源方法的正确性。