航空发动机转子弹性支承动应力测试技术

程功

摘要:在当前航空行业发展中，对于三维全息普思想，设计人员主要利用计算机图形进行研究，对发动机的转子工作和弹性测试工作进行探究分析，其中包括可视化技术和智能化技术。对航空发动机转子弹性支承动应力测试技术应用中，针对航空发动机的高压转子对弹性线进行测试，提出了更加智能化的可视化研究，在不同的平衡状态下，取得了科学性的工作弹性线，实现了弹性线的动态显示和探测。在实际的研究运行中，对于转子不平衡和转子工作弹性的大小，形状都会受到相应的影响，对弹性线进行测试是要做好可视化技术应用。

关键词:航空发动机；高压转子；转子弹性线；可视化技术；振动；平衡

引言:在当前的航空发动机转子弹性线测试工作应用中，由于受到传统的位置分离影响，导致转子在垂直和水平两个方面的震动需要技术管理人员分别进行考虑和研究。要对转子的截面震动情况进行分析，技术管理人员要根据分析的实际结果提出一个科学性的制度方案，加强整个设备运行和维护。对于转子各界面的轴心运动轨迹需要进行控制。转子的弹性线可以更加直观的反应实际震动的情况和振幅。同时技术人员可以根据转子的弹性线直观的判断摩擦的实际情况，对航空发动机产生的故障进行诊断。

一、弹性振动应变测试技术

在航空的发动机运行开展中，系统设备运行时，对发动机机匣内的转子部分需要进行规划性处理。在一般情况下，振动传感器无法有效的安装在机器内部，对转子系统振动情况进行监测和记录，对电子系统产生的数据信息记录的不够完整，、不够准确、不够科学，都会影响整个航空发动机震动应变测试技术得不到有效的应用。对于高速转子系统而言，旋转部件的震动系统可以更加有效的传递到弹性系统设备上。技术管理人员可以从弹性转子设备系统上获取转子的振动信号，对转子震动的实际情况进行监测，这样能够使监测的情况更加准确，数据信息参数更加符合实际要求。在当前航空发动机转子弹性结构设备规划中需要做好弹性系统设备运用。对于一系列的原形设备系统进行安装时，需要选择螺旋安装仪器，在圆柱的周围进行切槽处理，对截面进行固定，要对转子轴承进行有效安装，对自由端的内环进行控制处理。在弹性设备系统自由端外部和机器内部系统设备运行时，技术管理人员需要提供充足的油膜系统。转子设备系统在速运转过程中对弹支的镜像位移能够有效的控制，可以防止弹条出现变形情况。航空发动机的弹性设备系统震动应用时，根据测试技术的实际情况，采用更加准确的电阻应变测试方法，在弹性设备系统垂直和水平方向的弹条进行设备安装，靠安装边根部选择应力最大的粘贴，这样能够有效的满足尺寸。技术人员通过专用引线从机匣上的小孔中对震动的信号和应变的实际情况进行控制，对动态的电阻应变仪进行测量处理，通过动态信号做好各方面系统设备数据信息的运行和记录分析。在当前由于转子轴的震动位置和弹条上的震动情况存在着相应的变化，对此技术人员需要对转子振动位移开展实时监控，系统要根据弹性设备系统的根部做好应变力大小控制，这样能够保证设备系统数据信息符合实际情况，能够保证油膜间隙不受挤压情况限制。

二、转子弹性线测试与显示原理

(一)转子弹性线测试原理

对于航空发动机转子弹性线测试原理，在规划和运行中主要的应用步骤比较烦琐，技术管理人员要对转子的轴向方向和Y方向进行控制，要将两个方向成90度。对弹性线进行测试原理分析应用中，技术管理人员要控制好方向选择N个垂直于方向的测试截面，对测试界面进行控制，保证测试界面符合实际发展应用情况。在对测试界面进行控制时，需要对Y方向和Z方向分别进行布局，布置更加科学的位移传感器，要对每个时刻的横截面振动的位移进行控制处理，要对传感器的实际数据，信息情况进行规划。在对三维系的坐标图进行控制时，分别对坐标的截面轴心轨迹进行控制，对截面上的椭圆震动轨迹和转子的平衡激发情况进行控制。需要正弦系数和余弦系数进行控制，设备截面系数可以决定转子弹性线的坐标。在对每个横截面的坐标进行控制时，要将对应时刻的轨迹点进行控制，将构成的转子弹性线进行规划。在每个时刻，坐标位移都会发生变化，由于转子震动的情况不同，所以会导致转子弹新鲜，随着时间动态的变化而发生变化，形成一种动态的曲线。将转子弹性线的动态情况展现出来，技术管理人员需要利用计算机图形对转子弹性线进行可视化建模显示，这样可以使整个数据信息更加准确和清晰。

(二)转子弹性线显示原理

对转子弹性线绘制的流程主要是由于转子系统设备运行中，对转子弹性线测试的软件必须要符合国家给出的相关标准，要由专家系统研究室开发，对系统设备和转子的基本信息进行测试规定。要对测试的前面序号和截面地理坐标都进行控制。对待转子进行弹性线测试规划时，需要对数据信息进行精准的记录，技术管理人员要根据测试的数据信息获得各个界面振动的位移情况，根据位移的情况对准航空发动机电子的基本信息进行测试规划，将数据信息有序的输入到航空发动机中，这样可以使整个建模系统显示动态变化。可以加强与动态显示系统相结合，能够对转子系统设备运行的数据更加了解。对测试的截面振动，位移数据，信息技术管理人员需要进行函数差值控制，要能够使任何时刻的转子在震动中形态更加平滑完整。在对数据信息进行控制，使技术管理人员要对转子各式科的弹性数据信息进行动态显示。绘制的整体流程首先需要做好转子弹性线测试。测试系统软件进行各界面振动位移记录。运用航空发动机进行震动，保持可视化的建模，加强动态显示器系统设置。采用面向对象的编程设备系统和编程思想。对航空发动机做好震动，这样能够使试验的数据信息更加完整。能够驱动模型完成航空发动机的震动动画。在对弹性线绘制时，需要对转子的弹性线显示的模块进行规划，这样可以有效的实现转子弹性线的动态显示。

(三)弹性线设备动应力在转子动力特性实验中的应用

对于航空的发动机弹性转子设备系统控制，需要技术人员模拟风扇盘对台阶轴和中心拉杆螺旋进行检测分析，要有效地为压油膜阻尼器的支撑方式进行控制，要模拟低压转子结构，选择科学性的技术实验方法对设备系统进行控制。对于转子设备系统轴承程序控制时要选择临界点作为弯曲，控制好转速，同时需要在垂直和水平方向做好根部和边部安装，要粘贴好每一片应片。技术人员在测试时要对电涡流位置和传感器的测量情况做好监控处理。在实验器应用中要对转子进行高速平衡，在平衡之前要对谈心设备系统的平衡利益和平衡动态位移做好规划。在设备系统应用时，要采用关键点进行应力测试技术，这样可以提升整个技术的应用标准。

三、航空发动机高压转子弹性线测试

(一)试验装置及测试系统

在一些航空发动机高速运转平衡的实验检测过程中，对于高压转子弹性线进行检测和维护时，需要检测人员选择比较专业的实验设备，选择专业知识能力比较强的实验人员开展本次实验检测。这次对发动机高压转子弹性线检测，主要是对德国的大型卧室转子高速平衡试验机进行检测，对驱动系统设备各方面的数据信息进行规范性的处理，对各系统设备产生的数据信息做好记录，要保证数据信息符合实际情况，科学性对实验机的驱动系统进行规范运行时，高压转子弹性测试系统在规划管理中真空系统、润滑系统、测试系统、监测系统和摄像系统、智能系统、加温系统、防护监控系统等，这些系统设备会对航空发动机产生巨大的影响。航空发动机高压转子弹性线测试系统主要由这些系统组成，技术管理人员要采用大直径的真空箱作为整个实验应用实验设备。对于转子弹性系统设备运行规划时，试验机不仅要实现高速、低速转换的平衡功能，同时要实现单盘和多级转子超转破裂低循环应用。

(二)测试结果与分析

1.转子原始装配状态

首先技术管理人员在进行航空发动机转子设备系统原始装配安装测试时，需要提前做好装配工作。在系统设备运行维护中，要根据转子测试和转速变化的实际情况做好数据信息相关记录，要保证数据信息的准确性和有效性。在对转子的设备系统的位移进行测量时，要根据现场实际情况做好高压转子弹性测试工作。根据现场实际情况，要做好变化曲线的有效值，对转子的界限做好转速控制，多次进行测量，这样能够有效保证数据信息准确性。在转速控制时，技术人员要多出的运行，要根据不同的系统转速效率，做好速度控制。在一般情况下，由于转子不平衡量过大，会导致设备现在运行中转子无法通过第二阶段开展转速系统。航空发动机转子设备系统在临近状态下，技术人员需要对附近的转子弹性线进行控制，在系统设备运行时需要对横截面进行有效的测试，要记录好数据信息。转子弹性线在应用时表现出来的震动形状与横截面的振动幅度大致相同，这次技术管理人员要根据转子弹性线表现出来的实际情况，对高压压气机的横截面震动幅度进行控制，要对设备系统涡轮端的实际情况进行记录。

2.转子第一次平衡

在航空发动机高压转子设备系统运行规划中存在着不平衡的问题，技术管理人员要利用高速平衡实验的方法开展平衡实验，开展第一次平衡实验时，技术管理人员对平衡截面选择时，可以选择第四级的高压压气机和涡轮两个截面。在对截面平衡之后开始进行实验，同时技术人员要做好数据信息变化曲线的控制图。在第一次动态平衡之后，转子的转速情况和转子弹性线情况都要做好记录。经过相关数据信息可知转子弹性线在第一阶段和第二阶段临界值时，表现出来的是刚体振型，对高压振动和压气机震动需要进行控制，在高速转动下和低压转动下的情况比较明显。所以可知不同的转子设备由于不平衡，对整个转子弹性线工作状态有很大的影响。

3.转子第二次平衡

技术人员利用高速平衡实验机对高压转子进行二次平衡实验，对于平衡渐变的选择依然要选择第四级的高压压机和涡轮两个截面。在平衡之后，技术人员再次开展实验，这样可以对转子在整个工作范围内的转速情况进行控制。通过第二次动态平衡。两个临界点转速附近的转子弹性线所表现出来的是钢体阵型，而且截面的震动基本相当，与没有平衡之前和第一次平衡结果相比，第二次平衡后各截面的震动幅度，震动情况有所降低，而且各界面的震动量基本处于相同状态下。如果相应的数据信息记录发现应力动态数据有明显的峰值，在整个控制中需要技术人员以转速的基调为根本，加强对第一轴承第二阶段轴承的控制，要保持状态一致。在航空发动机整机进行试验时，需要做好发动机高温部位和电涡流传感器机械部位的控制，这样能够更加有效的实现转子系统振动的实时监控。

四、结束语

在航空的发动机转子弹性线测试技术探究中，技术人员对航空发动机的高压转子弹性线进行测试和可视化显示，要测试出转子弹性线的平衡精度，分析转子工作的状态，分析在不同平衡状态下对转子弹性线产生的影响。通过相关技术人员对弹性线进行测试和分析，可以对转子设备工作的实际情况进行定量评估，同时能够监督弹性线截面的震动情况，能够控制整个机械设备的震动情况。

参考文献:

[1]雷沫枝,陈运西,邓旺群.航空发动机转子弹性支承动应力测试技术[J].测控技术,2013:49-53.

[2]李铁,屈美娇,李成刚,陈果,王德友.航空发动机转子工作弹性线测试及应用研究[J].燃气涡轮试验与研究,2019:18-23.

[3]杨东,刘忠华.某航空发动机转子弹性支承松动振动故障诊断研究[J].测控技术,2007:11-14+17.

[4]彭春雷,张萍. 基于弹支应力监测的高速转子系统碰摩故障诊断[C]. //2017年航空智能装备与试验测试技术峰会暨学术交流会论文集. 2017:162-164,167.

[5]余晶晶,王平. 弹性支承器振动应力监测与高速转子系统故障诊断[J]. 湖南理工学院学报（自然科学版）,2018,31(2):39-42.