近日，课题组在热弹耦合转子动力学领域相关工作以转子在非均匀温度场下的瞬态振动响应特性研究为题目，被EI期刊《振动工程学报》录用。课题组周瑾教授为本文的通讯作者，硕士研究生郭铭杰为本文的第一作者，博士生赵亚正为本文的第三作者，徐园平教授为本文的第四作者，南京航空航天大学为第一单位。

非均匀温度场下的转子热弹耦合振动会引起转子振动特性突变、动态失衡等问题，特别是在航空发动机和燃气轮机等旋转机械的热起动过程表现尤为突出。目前综合考虑热弹耦合转子空间非均匀温度场分布影响，并结合实际工况对转子动力学特性的研究较少。针对上述问题，本文综合考虑空间温度场分布影响，提出考虑轴向和径向非均匀温度场的热弹耦合转子动力学模型，开展转子在非均匀温度场下的瞬态振动响应特性研究。

本文的主要研究内容：首先，基于弹性力学理论和拉格朗日方程，推导柔性转子-支承系统有限元模型。其次，综合考虑空间温度场分布影响，提出考虑轴向和径向非均匀温度场的热弹耦合转子动力学模型，基于转子热弓现象将转子热变形等效为弯曲激励力，建立变工况下轴向参数连续变化的转子瞬态动力学特性分析模型。然后，利用ANSYS软件进行热起动工况下转子的热变形仿真分析，获取转子热起动工况下三维瞬态温度和热变形分布。最后，基于以上三维瞬态热分析模型分析结果，结合快速热起动过程温度场和热变形分布特性，分析了转子在热变形激励下快速热起动过程的不同影响因素下瞬态响应特性。研究结果表明，转子在升速过程的低转速区间由于初始热变形量的存在，系统具有较大的振动位移。另外，随着冷机时间增大，转子热起动过程测点振动幅值随着停机冷机时间增大呈先迅速增大，后缓慢减小逐渐趋近于0，这与转子冷机过程径向温差趋势保持一致。

              图1 转子有限元模型                            图2 转子上下表面温度及其温差随停车时间变化 

图3不同升速速率下转子瞬态响应                         图4不同温度条件下转子瞬态响应

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