研制先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)是建設(shè)創(chuàng)新型國家，提高我國自主創(chuàng)新能力和增強(qiáng)國家核心競(jìng)爭(zhēng)力的重大戰(zhàn)略舉措。轉(zhuǎn)子作為發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件，其動(dòng)力學(xué)性能直接關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)研制的成敗。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各類轉(zhuǎn)子的性能不斷提高，結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，轉(zhuǎn)子系統(tǒng)不斷向高轉(zhuǎn)速、 細(xì)長(zhǎng)軸 的方向發(fā)展，其工作轉(zhuǎn)速往往高于彎曲臨界轉(zhuǎn)速。在高轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，即使很小的不平衡量也可能產(chǎn)生較大的不平衡力矩，從而嚴(yán)重影響轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性和可靠性，轉(zhuǎn)子的不平衡故障也會(huì)誘發(fā)和伴生其他多種故障，如噪聲、軸承磨損、動(dòng)靜件 的碰摩等 。一旦轉(zhuǎn)子的平衡狀況得到改善，這些故障也將隨之消失。因此，對(duì)柔性轉(zhuǎn)子進(jìn)行嚴(yán)格的動(dòng)平衡已成為航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和制造中必不可少的一個(gè)關(guān)鍵步驟。

西北工業(yè)大學(xué)楊永鋒教授課題組在轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡領(lǐng)域取得了豐碩的成果，具體包括：

• 發(fā)現(xiàn)了轉(zhuǎn)子不平衡加速瞬態(tài)響應(yīng)的特征點(diǎn)與不平衡量大小之間的映射規(guī)律。

• 建立了變速轉(zhuǎn)子的瞬時(shí)不平衡響應(yīng)特征量的精細(xì)積分算法，提出了復(fù)雜高速轉(zhuǎn)子的 多階多轉(zhuǎn)速 瞬態(tài)動(dòng)平衡方法。

• 在考慮參數(shù)不確定性的情況下研究了轉(zhuǎn)子系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)不平衡響應(yīng)特性。

• 提出 了無試重瞬態(tài) 高速動(dòng)平衡方法，研制了該方法的軟硬件系統(tǒng)。

《無試重瞬態(tài)高速動(dòng)平衡方法》是作者長(zhǎng)期對(duì) 無試重 瞬態(tài)高速動(dòng)平衡方法進(jìn)行理論與試驗(yàn)研究成果的總結(jié)，該方法以實(shí)測(cè)的轉(zhuǎn)子加速瞬態(tài)響應(yīng)信息為輸入，結(jié)合轉(zhuǎn)子固有模態(tài)信息進(jìn)行轉(zhuǎn)子不平衡識(shí)別。

無試重 瞬態(tài)高速動(dòng)平衡方法

楊永鋒等著

北京 : 科學(xué)出版社 , 2025 . 3

ISBN 978-7-03-080504-1

本書提出的 無試重 瞬態(tài)高速動(dòng)平衡方法是一種以實(shí)測(cè)的轉(zhuǎn)子加速瞬態(tài)響應(yīng)信息為輸入，結(jié)合轉(zhuǎn)子固有模態(tài)信息進(jìn)行不平衡識(shí)別的全新高速動(dòng)平衡方法。該方法的核心是不平衡量大小的識(shí)別和不平衡方位的確定，其突出特點(diǎn)是 無試重 ，原始輸入是瞬態(tài)加速響應(yīng)、轉(zhuǎn)速和 鍵相 信號(hào)。由于該方法具有 無試重 這一顯著的特點(diǎn)，因此無須在轉(zhuǎn)子上設(shè)計(jì)專門的加試重環(huán)節(jié)和結(jié)構(gòu)，避免了設(shè)置加配重面帶來的重量增加、應(yīng)力集中等一系列問題，有效解決了轉(zhuǎn)子可能存在的加試重難的問題。與定轉(zhuǎn)速下的穩(wěn)態(tài)平衡方法相比， 無試重 瞬態(tài)高速動(dòng)平衡方法只需采集一次加速起車的瞬態(tài)響應(yīng)，不需要轉(zhuǎn)子在高轉(zhuǎn)速下長(zhǎng)時(shí)間停留，杜絕了高轉(zhuǎn)速下實(shí)施平衡操作的風(fēng)險(xiǎn)。 無試重 瞬態(tài)高速動(dòng)平衡方法不需要轉(zhuǎn)子多次起停車，也不需要專門的平衡設(shè)備和儀器，大幅度提高了平衡效率。

本書以無試重瞬態(tài)高速動(dòng)平衡方法為核心內(nèi)容，從單盤轉(zhuǎn)子、多盤轉(zhuǎn)子到實(shí)際復(fù)雜轉(zhuǎn)子的高速動(dòng)平衡，特別是對(duì)作者提出的“無試重”這一突出特點(diǎn)進(jìn)行全面論述，包括平衡理論分析、仿真和試驗(yàn)研究以及實(shí)用性的驗(yàn)證等。

本書相關(guān)研究得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 ( 項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)： 11972295 ， 12172289) 、航空發(fā)動(dòng)機(jī)重大專項(xiàng)子課題 ( 項(xiàng)目批準(zhǔn)號(hào)： N2017MC0065) 、中國航空發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)航空發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目 ( 合同編號(hào)： KY-1003-2023-0010) 的資助。

隨著旋轉(zhuǎn)機(jī)械領(lǐng)域的快速發(fā)展，轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡的理論與分析方法也在不斷更新，未來應(yīng)著重提高 無試重 瞬態(tài)高速動(dòng)平衡方法的建模精度、分析效率和通用性。

本文摘編自《 無試重瞬態(tài)高速動(dòng)平衡方法 》（ 楊永鋒等著 . 北京 : 科學(xué)出版社 , 2025 . 3 ）一書“前言”“ 第 1 章 緒論 ”，有刪減修改，標(biāo)題為編者所加。

ISBN 978-7-03-080504-1

宋無汗：15902971152

全書的內(nèi)容主要包括兩個(gè)方面：第一，依據(jù)柔性轉(zhuǎn)子平衡原理，采用載荷識(shí)別、頻響函數(shù)矩陣求逆、模態(tài)坐標(biāo)變換和不平衡激振力特征點(diǎn)識(shí)別等方法，識(shí)別轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡參數(shù)；第二，研制無試重瞬態(tài)高速動(dòng)平衡系統(tǒng)，并且對(duì)實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)子和渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力渦輪轉(zhuǎn)子進(jìn)行試驗(yàn)研究，驗(yàn)證無試重瞬態(tài)高速動(dòng)平衡方法的平衡精度。

本書可作為力學(xué)、航空宇航推進(jìn)理論與工程、能源與動(dòng)力工程等相關(guān)專業(yè)的研究生參考書，也可作為從事旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)和試驗(yàn)的工程技術(shù)人員的參考書。

（本文編輯：劉四旦）

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