技术特征：
1.一种发动机动力涡轮细长悬臂转子动力学设计方法，其特征在于，该设计方法主要包括以下步骤：ss1.基于发动机动力涡轮悬臂转子结构的几何模型，建立动力涡轮转子动力学模型，对动力涡轮转子-支承系统进行临界转速计算，通过调节靠近动力涡轮转子悬臂端支点的支承刚度，使动力涡轮转子刚体振动临界转速低于慢车转速，判断动力涡轮转子弯曲临界转速是否满足转子动力学安全裕度，若否，则进入步骤ss2，若是则进入步骤ss5；ss2.适当沿轴向移动动力涡轮轴中心孔内实心部分，判断动力涡轮转子弯曲临界转速是否满足转子动力学安全裕度，若否，则进入步骤ss3，若是则进入步骤ss5；ss3.根据总体布局，保持动力涡轮轴厚度不变，适当同时增大动力涡轮轴外径和内径，判断动力涡轮转子弯曲临界转速是否满足转子动力学安全裕度，若否，则进入步骤ss4，若是则进入步骤ss5；ss4.保持动力涡轮轴外径不变，适当增大动力涡轮轴的内径，但动力涡轮轴的厚度不得小于强度设计最小厚度，判断动力涡轮转子弯曲临界转速是否满足转子动力学安全裕度，若否，则进入步骤ss3，若是则进入步骤ss5；ss5.在动力涡轮转子最大应变能密度位置处，沿轴向在动力涡轮轴的内壁设置若干个凹槽，判断动力涡轮转子弯曲临界转速是否满足转子动力学安全裕度，若否，则进入步骤ss3，若是则进入步骤ss6；ss6.完成发动机动力涡轮悬臂转子动力学设计，得到最终优化后发动机动力涡轮悬臂转子结构。2.根据权利要求1所述的发动机动力涡轮细长悬臂转子动力学设计方法，其特征在于，所述步骤ss1中，调节动力涡轮转子刚体振动临界转速的规律为：降低刚体振动临界转速通过减小后支承刚度实现。3.根据权利要求1所述的发动机动力涡轮细长悬臂转子动力学设计方法，其特征在于，所述步骤ss2中，提高动力涡轮转子弯曲临界转速通过将动力涡轮轴中心孔内实心部分沿远离悬臂端的方向进行移动。4.根据权利要求1所述的发动机动力涡轮细长悬臂转子动力学设计方法，其特征在于，所述步骤ss3中，保持动力涡轮轴厚度不变，适当同时增大动力涡轮轴外径和内径，可以在增大动力涡轮轴刚度的同时，最大限度的减小因质量增加带来的不利影响，动力涡轮轴内、外径每次增大0.1～0.5mm。5.根据权利要求1所述的发动机动力涡轮细长悬臂转子动力学设计方法，其特征在于，所述步骤ss4中，每次增大动力涡轮轴内径0.1～0.2mm，增大动力涡轮轴刚度的同时，减小悬臂端质量，有利于提升动力涡轮转子弯曲临界转速。6.根据权利要求1所述的发动机动力涡轮细长悬臂转子动力学设计方法，其特征在于，所述步骤ss5中，每个凹槽宽度5～30mm，深度0.5～2mm。
技术总结
本发明公开了一种发动机动力涡轮细长悬臂转子动力学设计方法，涉及航空发动机转子动力学技术领域。从设计的角度结合动力涡轮细长悬臂转子的结构和动力学特性，最大限度的减小因质量增加带来的不利影响，同时增大轴的刚度，对关键敏感结构参数进行优化。能够快速迭代出满足临界转速的动力涡轮轴结构。本发明设计方法简单，非常适合工程设计应用，适用范围广，可用于航空发动机、燃气轮机悬臂转子-支承系统动力学设计。系统动力学设计。系统动力学设计。
技术研发人员：孙涛 冯引利 蒋文婷 刘棣 李佳琦 莫古云 钟文元
受保护的技术使用者：中国科学院工程热物理研究所
技术研发日：2022.04.21
技术公布日：2022/7/29