含浮环式挤压油膜阻尼器的转子系统响应分析

    挤压油膜阻尼器（ｓｑｕｅｅｚｅ　ｆｉｌｍ　ｄａｍｐｅｒ，简称ＳＦＤ）结构简单，减振效果明显，它在现代空发动机上得到广泛应用，成为航空发动机减振技术的主要手段之一．但是，由于油膜力的高度非线性，挤压油膜阻尼器可能会出现两种失效情况：一种情况是转子系统不能越过临界转速，另一种情况是出现双稳态响应［１］．国内外学者针对挤压油膜阻尼器的双稳态响应进行了大量理论和试验研究，部分学者开发和研究了各种改进型挤压油膜阻尼器．在国内，马艳红和洪杰等人［２－３］研制了一种带金属橡胶油膜环的自适应挤压油膜阻尼器，并对这种挤压油膜阻尼器减振机理和非协调响应进行了详细的理论和试验研究，研究表明利用金属橡胶外环的变形来调整油膜间隙，可以达到较好的减振效果；曹磊和高德平等［４］对弹性环式挤压油膜阻尼器油膜力特性和含弹性环式挤压油膜阻尼器的转子系统进行了大量的研究，研究表明该种挤压油膜阻尼器可以在一定程度上改善油膜刚度非线性的不足．国外Ｚｈａｏ　Ｊ　Ｙ和Ｈａｈｎ　Ｅ　Ｊ等人［５－８］提出了一种改进型的挤压油膜阻尼器，这种改进型挤压油膜阻尼器拥有一个内环和一个外环，轴承装于内环中，油膜处于内外环之间，弹性外环限制了其自转，研究表明：这种新型结构有效地改善了挤压油膜阻尼器的双稳态现象，在２倍临界转速以上，转子系统有明显的分叉和拟周期运动．Ｍｏａｒｕ等［９－１１］学者，利用ＮＡＳＡ－ＧＲＣ（Ｎａ－ｔｉｏｎａｌ　Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃｓ　ａｎｄ　Ｓｐａｃｅ　Ａｄｍｉｎｉｓｔｒａｔｉｏｎ－Ｇｌｅｎｎ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｃｅｎｔｅｒ）设置在托莱多大学的双层油膜挤压油膜阻尼器试验器，对双层油膜的挤压油膜阻尼器的结构参数等方面进行了详细的研究，但是国内关于双层油膜的挤压油膜阻尼器的研究鲜有报道．本文针对新型浮环式挤压油膜阻尼器（ｆｌｏａｔｉｎｇ－ｒｉｎｇ　ｓｑｕｅｅｚｅ　ｆｉｌｍ　ｄａｍｐｅｒ，简称ＦＳ－ＦＤ），开展相应研究，它具有结构简单，减振效果好，具有很好的工程应用前景．本文对含浮环式挤压油膜阻尼器及其转子系统的动力学特性开展研究，并通过试验进行了验证．

    １　含浮环式挤压油膜阻尼器的转子系统模型

　　为研究浮环式挤压油膜阻尼器的特性，本文以简单Ｊｅｆｆｃｏｔｔ转子系统模型为研究对象，转子支承在两个相同的浮环式挤压油膜阻尼器上，如图１所示．

    浮环式挤压油膜阻尼器是在传统挤压油膜阻尼器的基础上，增加一浮动环于挤压油膜中，使油膜分为内外两层，结构如图２所示．