鼠籠彈性支承結構優化設計方法

李明明， 王東強， 陳坤旭， 董學武， 于賀春， 姜海芹

(中原工學院機電學院， 鄭州 451191)

鼠籠彈性支承在各類航空發動機中使用較廣泛，其用途為調節航空發動機轉子系統的臨界轉速從而實現減振[1]。鼠籠剛度對發動機的性能影響較大，若其剛度達不到設計要求則可能引起發動機產生過大的振動，從而對發動機造成嚴重的破壞[2]。鼠籠彈性支承在工作過程中也常會因為過大的集中應力而出現疲勞裂紋甚至鼠條斷裂，從而引發重大事故[3-4]。為了提高發動機轉子系統的穩定性以及其動力學特性研究的可靠性，對鼠籠結構進行優化從而得到鼠籠剛度準確值以及最大程度降低鼠籠的最大應力是非常有必要的。

目前，中外較多學者對帶有彈性阻尼支承結構的轉子系統進行了大量的理論和實驗研究[5-13]。對于鼠籠彈性支承剛度的研究，多是剛度值的理論計算以及試驗測試。如徐方程等[14]通過試驗和有限元軟件對6個不同結構鼠籠彈性支承的靜剛度分別進行了測試和計算，分析了其靜剛度的影響因素。張萍等[15]提出了一種通過求解鼠籠式彈性支承的第一階固有頻率，從而計算鼠籠式彈性支承剛度的新方法；付才高等[16]發現了轉子系統運轉時鼠籠彈性支承受到了重力和不平衡力作用，并推導了傳統的鼠籠彈性支承剛度的計算公式；徐寧[17]采用參數公式和有限元兩種方法對鼠籠剛度進行了理論分析，并通過試驗得到了剛度隨鼠籠結構參數的變化規律，對鼠籠式彈性支承的剛度計算公式進行了修正；……