燃气轮机拉杆转子跨尺度接触界面建模与模态分析

文思果; 李德昊; 余沛坰; 魏佳明; 李浦; 袁奇

西安交通大学学报 ›› 2025, Vol. 59 ›› Issue (6) : 133 -143.

文思果, 李德昊, 余沛坰, 魏佳明, 李浦, 袁奇

作者信息 +

Author information +

文章历史 +

摘要

针对燃气轮机拉杆转子接触界面刚度弱化和弧形端面齿磨轮加工与平面加工的统计差异性，提出了一种拉杆转子跨尺度接触界面建模方法，并分析了宏观几何参数和微观界面参数对界面效应的影响。首先，引入t Location-Scale分布表征弧形端面齿面微凸体高度分布，并基于实际弧形端面齿盘、齿面测量数据，印证了t Location-Scale分布的合理性和优越性；然后，建立了考虑材料完整变形过程的弧形端面齿跨尺度接触刚度模型，通过端面齿接触等效材料法，开展了某实际燃气轮机转子建模和模态分析；最后，开展了国内某周向拉杆重型燃气轮机转子模态敲击实验，对比传统统计学模型和未考虑接触效应仿真模型与实验结果，所提方法的仿真结果与真实结果吻合较好，前四阶模态的相对误差分别为2.61%、0.63%、0.03%和4.78%,误差相较于未修正前，分别提升了1.25%、2.92%、1.72%和1.55%。结果表明，所提方法对于弧形端面齿接触界面建模优于其他模型，为弧形端面齿周向拉杆转子提供了一种高效、准确的跨尺度建模方法。