(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211159375.3 (22)申请日 2022.09.22 (71)申请人 中国航发贵阳发动机设计 研究所 地址 550000 贵州省贵阳市观山湖区云潭 北路602号 (72)发明人 高俊　杨洪伟　韦日光　阮绍明　 (74)专利代理 机构 贵州派腾知识产权代理有限 公司 521 14 专利代理师 刘宇宸 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于振动环境的航空发动机附件位置 布局方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于振动环境的航空发 动机附件位置布局方法， 属于航空发动机结构设 计技术领域。 该方法包括以下主要步骤： 步骤一、 建立简化的发动机承力框架三维模型； 步骤二、 对发动机承力框架进行质量修正； 步骤三、 确定 发动机外部机匣不同部件的径向刚度变化规律； 步骤四、 计算发动机外部机匣在各阶振动模态下 的振型数据； 步骤五、 得数据集Ai(x,y,z)； 步骤 六、 得数据集Bi(x,θ)； 步骤七、 定义最大振动位 移为1， 对其余振动位移等比例折算进行归一化； 步骤八、 叠加步骤七中归一化后的数据集Bi(x, θ， Ci)， 得到二维平面坐标系下 发动机外部机匣 振动响应分布 规律。 可以通过该方法确定发动机 附件在发动机 机匣外表面上的最佳安装位置 。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 115481505 A 2022.12.16 CN 115481505 A 1.一种基于振动环境的航空发动机附件位置布局方法， 其特征在于： 包括以下主要步 骤： 步骤一、 建立简化的发动机承力框架三维模型， 并将其传入有限元计算工具； 步骤二、 对发动机承力框架进行质量 修正， 使其有限元模型质量与实际质量相等； 步骤三、 在发动机外部机匣的内表面施加均布压力， 计算得到发动机外部机匣的径向 变形， 并以此确定发动机 外部机匣不同部件的径向刚度变化 规律； 步骤四、 计算关注频率范围内发动机外部机匣有限元模型的各阶振动模态， 得发动机 外部机匣在各阶振动模态下的振型 数据； 步骤五、 根据发动机外部机匣在各阶振动模态下的振型数据， 建立三维笛卡尔直角坐 标系， 得数据集Ai(x,y,z)； 步骤六、 将步骤五中的三维笛卡尔直角坐标系转化为二维平面坐标系， 得数据集Bi(x, θ )； 步骤七、 定义最大振动位移为1， 对其余振动位移等比例折算进行归一化， 得到包含节 点坐标和归一 化后的振动位移C的数据集Bi(x, θ， Ci)； 步骤八、 叠加步骤七中归一化后的数据集Bi(x, θ， Ci)， 得到二维平面坐标系下发动机 外部机匣振动响应分布规 律； 步骤九、 根据步骤三中的径向刚度变化规律和步骤八中的振动响应分布规律， 选择将 附件布局在发动机 外部机匣上径向变形小， 且 振动响应低的区域。 2.如权利要求1所述的基于振动环境的航空发动机附件位置布局方法， 其特征在于： 所 述步骤二中对发动机承力框架进行质量修正的方法包括附加质量点法和密度修正法中的 一种或两种。 3.如权利要求1所述的基于振动环境的航空发动机附件位置布局方法， 其特征在于： 所 述步骤三中在发动机 外部机匣内表面施加的均布压力为0.1MPa。 4.如权利要求1所述的基于振动环境的航空发动机附件位置布局方法， 其特征在于： 所 述步骤三中可以根据径向刚度变化规律， 以发动机轴向尺寸为横坐标， 以径向变形为纵坐 标， 绘制径向刚度变化 规律图。 5.如权利要求1所述的基于振动环境的航空发动机附件位置布局方法， 其特征在于： 所 述步骤四中的关注频率范围为70 Hz～300Hz。 6.如权利要求1所述的基于振动环境的航空发动机附件位置布局方法， 其特征在于： 所 述步骤五 中建立三 维笛卡尔直角坐标系时， 以发动机顺航向为 +X， 顺航向向右为+Y， +Z由右 手法则确定 。 7.如权利要求1所述的基于振动环境的航空发动机附件位置布局方法， 其特征在于： 所 述步骤六中的二维平面坐标系为包含发动机轴向尺寸和角度的二维平面坐标系， 其中的θ 以发动机顺 航向正上 方12点位置为0度， 顺 航向顺时针为0～+180度， 逆时针为0～ ‑180度。 8.如权利要求1所述的基于振动环境的航空发动机附件位置布局方法， 其特征在于： 所 述步骤六中的 如果y、 z均为正， 则θ＝θ+90 °； 如果y、 z均为负， 则θ＝ ‑θ； 如果y 为正、 z为负， 则 θ ＝θ； 如果y为负、 z为 正， 则 θ ＝ ‑θ‑90°。 9.如权利要求1所述的基于振动环境的航空发动机附件位置布局方法， 其特征在于： 所权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115481505 A 2述步骤八中可以根据振动响应分布规律， 以发动机轴向尺寸为横坐标， 以角度θ为纵坐标， 绘制振动响应分布规 律图。 10.如权利要求1所述的基于振动环境的航空发动机附件位置布局方法， 其特征在于： 所述i＝1～13。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115481505 A 3