本發(fā)明涉及航空發(fā)動機，具體涉及一種航空發(fā)動機轉子支撐結構的剛度等效模型構建方法。

背景技術：

1、本發(fā)明針對的航空發(fā)動機轉子支撐結構的剛度等效模型構件方法，其主要用于航空發(fā)動機轉子相關的仿真分析中，可以解決轉子支撐結構模擬復雜的問題；另外，該支撐結構的剛度等效模型構建方法在確保分析效率的同時，也可準確模擬支點的變形和力的傳遞作用。

2、為保障航空發(fā)動機轉子的運轉安全，需要對航空發(fā)動機轉子系統(tǒng)開展多類型的強度及動力學仿真分析，比如轉子系統(tǒng)在葉片飛失等條突加載荷作用下的仿真。其中，支點載荷和支點變形的獲取可為發(fā)動機安全性研究提供關鍵數據，因此，如何準確高效構建轉子的剛度支撐結構，對于獲取支點載荷和變形具有重要的意義。目前航空發(fā)動機轉子相關的仿真分析中，支撐結構的模擬常常采用建立真實支撐結構（軸承和承力框架）實體網格的方式，或者在采用簡單的垂直、水平彈簧單元模擬支撐結構作用的方式。但是，真實支撐結構建模過程復雜且耗時長，同時存在難以收斂的情況，而過于簡化的彈簧單元的模擬使得模型在復雜工況作用下丟失關鍵信息，因此，針對航空發(fā)動機轉子相關的仿真分析，提出一種快速合理的剛度等效模型構建方法顯得至關重要。

技術實現思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供一種航空發(fā)動機轉子支撐結構的剛度等效模型構建方法，以達到準確高效的獲取發(fā)動機轉子支點在不同工況作用下的變形和載荷提供技術支撐。

2、本說明書實施例提供以下技術方案：一種航空發(fā)動機轉子支撐結構的剛度等效模型構建方法，包括以下步驟：

3、步驟一：建立轉軸支撐表面節(jié)點剛體；

4、步驟二：建立軸承徑向的等效節(jié)點和軸承軸向的等效節(jié)點；

5、步驟三：建立剛度等效模型；

6、步驟四：根據所述步驟一至所述步驟三，計算彈簧單元的彈性系數k。

7、與現有技術相比，本說明書實施例采用的上述至少一個技術方案能夠達到的有益效果至少包括：本發(fā)明能夠快速建立轉子支撐結構的剛度等效模型，以便于獲取強度及動力學仿真分析結果，且適用于不同研制階段。

技術特征：

1.一種航空發(fā)動機轉子支撐結構的剛度等效模型構建方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的航空發(fā)動機轉子支撐結構的剛度等效模型構建方法，其特征在于，所述步驟一具體為：將轉軸支撐表面平均劃分成多塊區(qū)域，選取每塊區(qū)域上所有的網格節(jié)點等效剛化到該區(qū)域的幾何中心點上，以形成所述轉軸支撐表面節(jié)點剛體。

3.根據權利要求2所述的航空發(fā)動機轉子支撐結構的剛度等效模型構建方法，其特征在于，步驟二具體為：

4.根據權利要求3所述的航空發(fā)動機轉子支撐結構的剛度等效模型構建方法，其特征在于，步驟三具體為：

5.根據權利要求4所述的航空發(fā)動機轉子支撐結構的剛度等效模型構建方法，其特征在于，所述步驟四具體為通過以下公式計算彈簧單元的徑向彈性系數k：，其中k為給定的各支點徑向剛度；為第i根彈簧單元的變形量；k為彈簧的彈簧系數；為各個彈簧單元在徑向的分力，γ為軸心處的撓度，n為偶數且取值范圍為6~10。

6.根據權利要求5所述的航空發(fā)動機轉子支撐結構的剛度等效模型構建方法，其特征在于，當i的取值為1至n時，第i根彈簧單元的變形量的具體計算公式為：

7.根據權利要求5所述的航空發(fā)動機轉子支撐結構的剛度等效模型構建方法，其特征在于，當i的取值為1至n時，各個彈簧單元在徑向的分力具體計算公式為：

8.根據權利要求5所述的航空發(fā)動機轉子支撐結構的剛度等效模型構建方法，其特征在于，所述步驟四還包括：將支撐結構軸向剛度數值作為彈簧單元的軸向彈性系數輸入。

技術總結
本發(fā)明提供一種航空發(fā)動機轉子支撐結構的剛度等效模型構建方法，屬于航空發(fā)動機技術領域，具體包括以下步驟：步驟一：建立轉軸支撐表面節(jié)點剛體；步驟二：建立軸承徑向的等效節(jié)點和軸承軸向的等效節(jié)點；步驟三：建立剛度等效模型；步驟四：根據所述步驟一至所述步驟三，計算彈簧單元的彈性系數。本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明能夠快速建立轉子支撐結構的剛度等效模型，以便于獲取強度及動力學仿真分析結果，且適用于不同研制階段。

技術研發(fā)人員：陳靜,江志敏,張雄,程前,古遠興
受保護的技術使用者：中國航發(fā)四川燃氣渦輪研究院
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/9/29