不对中是旋转机械的典型故障形式,包括联轴器不对中和轴承不对中,不对中的存在会引起转子系统振动过大、轴承磨损、轴的大挠曲变形、转子与定子间碰摩等再生故障,影响系统稳定性,甚至造成灾难性事故。相对于普通转子机械,航空发动机转子系统由于支点跨度大、转速高、结构热变形大等因素,不对中的存在对整个系统影响更大。航空发动机双转子不对中振动特性分析日益引起工程界及学术界的重视。现代航空发动机普遍采用内外双转子系统,对于内外双转子系统,由于采用中介轴承的支承方式,当内转子出现不对中严重时,同时在不平衡激振力的作用下,内、外转子的径向振动将显著增大,外转子出现不中时,情况亦然。论文以某型航空发动机双转子系统为对象,研究其联轴器不对中和轴承不对中形式下的转子系统的振动特性。论文的研究工作可为高可靠性航空发动机的设计及运行维护提供一定参考依据。论文主要研究工作如下:(1)双转子系统有限元模型建立及动态特性研究。以某型航空发动机为研究对象,运用转子动力学和有限元相关理论,建立同型支承结构的双转子系统有限元模型,通过模态分析,求解该双转子系统的前三阶临界转速、阵型及应变能分布,为后续振动分析提供基础。(2)内外双转子系统联轴器不对中振动响应研究。通过联轴器不对中产生的附加弯矩来模拟联轴器不对中故障,建立联轴器不对中动力学有限元模型。分析了联轴器不对中量对转子系统振动响应的影响规律。结果表明:一倍频对联轴器不对中故障不敏感,二倍频幅值随联轴器不对中量的增加而增加,且距离联轴器越近的支撑位置的不对中响应越敏感;轴心轨迹随联轴器不对中量的增加而相应变化;内转子不对中振动特性可通过中介轴承传递到外转子,外转子振动响应同样蕴含了内转子联轴器不对中信息。(3)内外双转子系统轴承不对中振动响应研究。通过轴承不对中产生的附加弯矩,来模拟双转子支撑轴承不对中故障,建立双转子支撑轴承不对中动力学有限元模型。分析了双转子支撑轴承不对中量对于转子系统振动响应的影响规律。结果表明:一倍频对轴承不对中故障不敏感,二倍频幅值随轴承不对中量的增加而增加;轴心轨迹随轴承不对中量的增加而相应变化;内外转子均可监测到不对中振动,且内转子振动更为剧烈;转子系统在1/2倍一阶临界转速时发生二倍频共振。(4)双转子系统不对中振动响应实验分析,搭建了轴承不对中振动测试实验平台,通过实验验证双转子系统支撑轴承不对中对转子系统振动的影响规律。