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申请/专利权人：北京航空航天大学;中国航发湖南动力机械研究所

摘要：本发明属于航空发动机转子动力学技术领域，具体涉及一种圆弧端齿拉杆转子力学特性等效设计方法，针对圆弧端齿中心拉杆连接的非连续转子，从模拟转子正向设计的角度出发，从支承约束特性、几何构形、质量分布、预紧力传递路线、转子刚度特性、转子动力学特性、圆弧端齿结构、装配预紧特性等多个层次多个方面，全面地等效实际转子的结构力学特性，且同时保证了结构强度与装配可行性。本发明是针对圆弧端齿拉杆转子首次提出，尤其解决了当前模拟转子设计方法等效不全面、无法等效装配预紧特性的问题，对于非连续模拟转子等效设计及其试验研究具有重要意义。

主权项：1.一种圆弧端齿拉杆转子力学特性等效设计方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：进行燃气发生器模拟转子的初步总体结构方案设计；所述S1包括：S1.1：进行支承约束特性等效：根据实际转子确定模拟转子支承方案、各支点轴承类型，参考实际转子支承跨度长径比选取模拟转子支承跨度长径比，结合实验室条件预估模拟转子支点跨度，由选取的模拟转子支承跨度长径比与预估的模拟转子支点跨度确定模拟转子压气机与涡轮模拟盘之间轴颈的外径；S1.2：进行几何构形等效：根据实际转子各轴颈、鼓筒、端齿结构的几何构形相对参数确定模拟转子中各轴颈、鼓筒、端齿结构的实际径向尺寸，以及各轮盘与端齿的实际轴向位置；S1.3：进行质量分布等效：根据试验转速要求及实验室许用最大安全转速，拟定模拟转子工作转速范围，通过对模拟转子第一阶临界转速与第二阶临界转速预估，初步拟定模拟转子总支承刚度并预估总质量，在此基础上，基于实际转子的各部件相对质量分配模拟转子各部件质量，并基于模拟转子各级轮盘的质量及转动惯量比，确定各轮盘基本几何构形；S1.4：进行预紧力传递路线等效：基于实际转子中心拉杆预紧力的传递路线，确定模拟转子中拉杆前段与后段的压紧位置；S1.5：形成初步总体结构方案：考虑转子装配可行性，对获得的模拟转子几何构形进行完善细化，预留出中心拉杆设计空间，形成模拟转子的初步总体结构方案；S2：对模拟转子进行结构强度校核：基于模拟转子的初步总体结构方案，建立模拟转子的实体有限元模型，计算分析模拟转子最大预估工作转速下的轮盘、鼓筒、轴颈的最大应力是否满足强度要求，若不满足要求则返回S1修改模拟转子的初步总体结构方案；S3：进行模拟转子刚度特性等效设计；S4：进行模拟转子动力学特性等效设计；S5：进行圆弧端齿结构等效设计：以燃气发生器的实际转子各级圆弧端齿相对模数作为相似性设计参数，通过模拟转子各级圆弧端齿齿数选取，使模拟转子各级圆弧端齿相对模数与实际转子各级圆弧端齿相对模数相似，以确定模拟转子各级圆弧端齿的实际模数；若仅通过模拟转子各级圆弧端齿齿数选取，无法实现模拟转子各级圆弧端齿相对模数与实际转子各级圆弧端齿相对模数相似，则返回S1对模拟转子的初步总体结构方案进行修改；S6：进行装配预紧特性等效设计。

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