预测飞行器的结构的动态性能的方法

摘要

本发明涉及一种预测飞行器的结构的动态性能的方法，所述飞行器包括至少一旋转装置，该旋转装置包括至少一转子(11)，该转子(11)被包括减振流体膜(24)的至少一带固定座的轴承(17、18)引导转动，在该方法中：使用飞行器的结构总数字模型，该总数字模型包括每个旋转装置的基础数字模型；建立每个减振膜的非线性数字模型(优选建立无空腔模型和有空腔模型)；将每个减振膜的模型纳入到总模型中；至少在旋转装置的转子上施加干扰；计算每个旋转装置的至少一转子的振动频率和在飞行器的结构的关键部分中引起的振动的相应频率。

主权项

预测飞行器的结构的动态性能的方法，所述飞行器包括至少一称为按尺寸调整的旋转装置的旋转装置，希望评价所述旋转装置对所述飞行器的结构的称为关健部分的至少一部分的影响，每个按尺寸调整的旋转装置包括一个或多个转子，其中至少一转子(11)被称为带固定座的轴承的至少一轴承(17、18)引导转动，所述轴承包括固定的轴承支座(23)、嵌在所述轴承支座中的互补的轴承座(22)和密封在所述轴承座与所述轴承支座之间的称为减振膜的流体膜(24)，在该方法中，使用称为总模型的所述飞行器的结构的数字模型(100)，所述总模型对每个按尺寸调整的旋转装置包括所述按尺寸调整的旋转装置的称为基础模型的数字模型，所述基础模型能够根据所述转子(11)的旋转速度(N1)和所述转子承受的干扰至少提供所述按尺寸调整的旋转装置的转子(11)的振动频率，该方法的特征在于：‑对每个带固定座的轴承(17、18)，建立所述轴承的减振膜(24)的非线性数字模型(104)；‑对每个按尺寸调整的旋转装置，将所述按尺寸调整的旋转装置的每个带固定座的轴承的减振膜的非线性数字模型(104)纳入(105)到所述按尺寸调整的旋转装置的基础模型中，以便在所述总模型中形成所述按尺寸调整的旋转装置的称为有膜模型的数字模型；‑在所述总模型中，将干扰(106)施加(107)给至少一按尺寸调整的旋转装置的至少一转子；‑借助所述总模型，计算每个按尺寸调整的旋转装置的至少一转子的振动频率和在所述飞行器的结构的关键部分中引起的振动的相应频率，以便减缓或避免所述引起的振动，每个减震膜模型在以下假设的基础上建立：‑流体为没有惯性、不可压缩并且粘度均匀的牛顿流体；‑所述减振膜(24)通过平面膜建立模型；‑所述轴承的偏心度(ε)被认为在所述轴承(17、18)的整个长度上都是相同的；‑所述轴承座(22)的任何移动都被分解为径向分量和切向分量；所述轴承座的移动的径向分量通过沿与模型化的膜的平面垂直的轴线的移动建立模型；所述轴承座的移动的切向分量通过沿包含在模型化的膜的平面中的轴线的滑动建立模型，所述轴承的偏心度指的是在t时刻所述轴承座的轴线与所述轴承支座的轴线之间的分开距离与所述轴承座和所述轴承支座之间的径向间隙之比，为了形成每个按尺寸调整的旋转装置的有膜模型：‑使用按尺寸调整的旋转装置的称为带减振模型的模型，所述带减振模型能够根据称为被分析转子的至少一转子(11)的旋转速度(N1)提供所述按尺寸调整的旋转装置的被分析转子的振动频率和该被分析转子的每个带固定座的轴承(17、18)的偏心度(ε1、ε2)，在所述按尺寸调整的旋转装置的基础模型的基础上建立所述带减振模型，以便至少对所述被分析转子的每个带固定座的轴承模拟线性减振作用；‑以以下方式对所述转子的每一旋转速度计算所述被分析转子(11)的振动频率的称为有空腔值的值：＊对所述被分析转子的每个带固定座的轴承(17、18)选择(50)所述轴承的偏心度的初始值(ε1)；＊对所述被分析转子的每个带固定座的轴承(17、18)计算(51)由所述减振膜的有空腔模型对选择的所述轴承的偏心度的初始值(ε1)提供的所述轴承的减振膜(24)的减振系数矩阵(C1)；＊在所述按尺寸调整的旋转装置的带减振模型上进行所述被分析转子的带固定座的轴承的偏心度的物理验证循环(53、54、55)，方 式如下，开始时，使用前面计算的相应减振膜的减振系数矩阵(C1)作为每个轴承的减振系数矩阵，然后在所述物理验证循环的每一轮增加这些系数的值，直到所述按尺寸调整的旋转装置的带减振模型对每个轴承提供的轴承的偏心度值(εn+1)小于1；＊对被分析转子的每个带固定座的轴承(17、18)计算(56)由所述减振膜的有空腔模型对在所述物理验证循环后建立的轴承的偏心度值(εp)提供的所述轴承的减振膜(24)的减振系数矩阵(Cp)和所述轴承的减振膜(24)的刚度矩阵(Kfp)；＊在所述按尺寸调整的旋转装置的带减振模型上进行所述被分析转子的带固定座的轴承的偏心度的收敛循环(58、59、60)：·开始时，使用前面计算的所述轴承的减振膜的减振系数矩阵(Cp)作为每个轴承的减振系数矩阵，并且使用所述按尺寸调整的旋转装置的基础模型提供的轴承的刚度矩阵(Ks)和前面计算的所述轴承的减振膜的刚度矩阵(Kfp)之和作为每个轴承的刚度矩阵；·然后，在所述收敛循环的每一轮用所述减振膜的有空腔模型对前一轮建立的轴承的偏心度值(εn+1)提供的所述轴承的减振膜的减振系数矩阵(Cn+1)、和所述按尺寸调整的旋转装置的基础模型提供的轴承的刚度矩阵(Ks)与所述减振膜的有空腔模型对前一轮建立的轴承的偏心度值(εn+1)提供的所述轴承的减振膜的刚度矩阵(Kfn+1)之和替换所述收敛循环的每一轮的这些矩阵，直到所述按尺寸调整的旋转装置的带减振模型对每个轴承提供的偏心度值收敛；＊记录(61)由所述按尺寸调整的旋转装置的带减振模型在所述收敛循环后对所述被分析转子的每一旋转速度提供的所述被分析转子振动频率的称为有空腔值的值；＊记录(61)由所述按尺寸调整的旋转装置的带减振模型在所述收敛循环后对所述被分析转子的每一旋转速度提供的所述被分析转子振动频率的称为有空腔值的值；‑同样地，对所述被分析转子的每一旋转速度计算(61)所述被分析 转子的振动频率的称为无空腔值的值；‑为了对所述被分析转子的每一旋转速度计算所述被分析转子的振动频率值，使前面计算的振动频率的有空腔值增加一百分比，并且使前面计算的振动频率的无空腔值增加一互补的百分比。