题目：转子连接结构动力学设计方法与试验研究

转子连接结构问题是旋转机械系统研制和使用中的重要的动力学问题，研究连接结构的动力学设计方法对航空发动机的结构可靠性设计有重要意义。本文对航空发动机转子中的套齿连接结构和短螺栓连接进行了计算分析和试验研究。首先建立套齿连接结构的力学模型和接触有限元模型，对其刚度特性和接触状态进行计算研究，得到了套齿连接结构的刚度特性和接触状态的主要影响因素和影响规律。而后运用该建模分析方法对现役成熟发动机AL-31F低压涡轮轴的套齿连接结构进行计算分析，研究了连接结构在发动机转子上的应用要求。其次，本文进行了短螺栓连接结构的刚度和附加不平衡试验。得到载荷和结构参数对刚度特性的影响，并验证了接触有限元建模方法的有效性。以静态循环载荷模拟连接结构的低循环疲劳，研究了连接结构疲劳后的转子动力特性和刚度的变化，发现在交变载荷作用下，连接结构产生了附加不平衡且不断增大，而刚度则逐渐下降。通过计算和试验研究，本文提出了转子连接结构的动力学设计方法，包括刚度设计、接触状态设计和附加不平衡设计。最后，以数值计算的结果为基础，应用Visual Basic语言开发了转子连接结构数据库，以方便工程应用。