热膨胀诱导的转子轴向窜动与摩擦振动

摘要

本文对非均匀温度场以及温度时变特征的影响进行量化，研究热膨胀引发的转静件间隙变化及其接触挤压过程，将Hertz接触中的点接触挤压模型改进为环带面接触挤压形式。在此基础上建立了考虑轴向挤压而导致转静摩擦作用下的转子动力学模型，并通过3次Hermite插值法计算出转轴抗弯刚度。最后采用数值积分法对动力学系统进行求解，并研究升温时段和恒温时段环带面摩擦力对系统的影响。分析表明热膨胀诱导的转静件轴向间隙变化所引发的摩擦故障是复杂转子系统典型故障之一，同时环带面接触摩擦也影响了整机系统的功率和燃油损耗。因而热膨胀诱导的轴向窜动与环带面摩擦是影响发动机正常运行的重要因素，也是转子动力学中值得关注的重要内容之一。