Разработка методики анализа влияния относительных движений с ограничениями во фланцевых соединениях на динамику авиационных двигателей

Фланцевые соединения – один из наиболее широко применяемых в машиностроении видов разъемных соединений, часто используемых в роторах газотурбинных двигателей. Рост сложности современных машин приводит к росту требований к расчетам, предъявляемым при их проектировании, поэтому для повышения надежности узлов, содержащих фланцевые соединения, необходимо применять современные методы расчета. При решении задач роторной динамики вращающихся машин большое значение имеет определение упругих свойств фланцевых соединений и учет относительных смещений. Особую опасность представляют относительные смещения, возникающие в процессе эксплуатации, т.к. в виду большой сложности современных двигателей некоторые стыки соединений могут собираться «вслепую» и не контролироваться после сборки. Определение упругих свойств и величины относительных смещений для соединений сколь угодно сложной геометрической формы в настоящее время может быть выполнено с помощью метода конечных элементов. Однако такие модели малопригодны для решения задач роторной динамики, а альтернативные упрощенные модели не позволяют учитывать переменное во времени относительное смещение полотен фланцевых соединений, поэтому в диссертационной работе предложена методика учёта влияния относительных движений во фланцевых соединениях с учётом трения между полотнами. Методика позволяет учитывать переменное во времени смещение полотен фланцевых соединений и основана на применении авторских структурных конечных элементов, обладающих хорошим быстродействием и точностью, что является решающим фактором для их применения в задачах роторной динамики. С использованием предложенной методики удалось расчетным путём объяснить влияние относительного смещения полотен фланцевого соединения на динамику реальной конструкции авиационного двигателя.