● 摘要
摘 要
齿轮传动涡扇发动机(GTF)具有低耗油率、低噪音、低污染排放量及低维修成本的优点，是下一代民用航空发动机的理想备选方案。然而，齿轮减速箱的引入使得GTF发动机转子结构与常规大涵道比涡扇发动机转子结构相比发生了很大变化。目前国内外对于GTF发动机的研究基本集中在总体设计方案和关键技术方面，在转子动力特性方面的研究仍然比较缺乏。
本文在广泛阅读国内外参考文献的基础上，进一步开展了GTF发动机转子系统不平衡响应特征研究。论文主要在以下几个方面进行了研究：
第一，转子系统建模方法及建模技术研究。转子的建模方法研究内容为如何考虑传动齿轮箱的影响来建立风扇转子及低压转子模型，转子的建模技术研究内容为应用何种单元建立转子系统模型。开展了齿轮箱结构对风扇转子及低压转子动力特性的影响规律研究，提出了工程实用的，可应用于GTF发动机总体结构方案设计阶段的转子建模方法。通过比较梁单元模型及动力学修正模型所计算的转子动力特性结果，得到了工程实用的，兼顾计算经济性与准确性的转子建模技术。
第二，转子系统动力特性优化设计。全面地研究GTF发动机转子的结构特点，并以GTF发动机低压转子系统为平台，系统地研究陀螺力矩对高速柔性转子振型及应变能的影响。开展了转子结构参数对其动力特性的影响规律研究，在此基础上，对GTF发动机转子结构进行了优化设计。
第三，以转子的优化结果为基础，研究了优化后的转子系统在稳态不平衡载荷作用下的响应特征，得到了不平衡位置对转子稳态不平衡响应的影响规律，对转子的结构优化、排故工作具有参考意义。
最后，以转子的优化结果为基础，研究了优化后的转子系统在叶片丢失瞬态不平衡载荷作用下的响应特征，得到了叶片丢失位置对转子不平衡响应的影响规律，研究中的结论对解决实际工程问题具有良好的参考意义。