机械工程学报

作者：周涛, 张维宇, 王浩, 刘斌, 胡明辉, 江志农

单位：1. 北京化工大学高端压缩机及系统技术全国重点实验室 北京 100029;2. 北京化工大学发动机健康监控及网络化教育部重点实验室 北京 100029;3. 空装驻北京地区第六军事代表室 北京 100013;4. 中国舰船研究院 北京 100101;5. 成都航利(集团)实业有限公司 成都 611936;6. 北京化工大学高端机械装备健康监控与自愈化北京市重点实验室 北京 100029

关键词：航空发动机,碰摩故障,转子,机匣,辨识指标；

基金：装备预研教育部联合基金(8091B022203); 国家某重点领域青年人才托举工程(2022-JCJQ-QT-059); 中央高校基本科研业务费专项资金(JD2421)资助项目。

叶片-机匣碰摩是航空发动机典型故障之一，但是由于设备结构复杂，诊断碰摩故障仍是一个难题。综合考虑机匣振动与叶片振动的影响，设置局部不均匀间隙并改进碰摩力施加方式，通过构建模型研究碰摩故障的振动特性，并利用航空发动机故障模拟试验台验证结论。模型仿真及试验结果表明：碰摩故障会使转子振动中转频幅值下降，同时使机匣振动基频幅值上升；转子与机匣振动频谱中，转频的各个谐波会在碰摩故障中受到不同程度的激励；碰摩故障会显著激励机匣振动中的叶片通过频率。根据模型仿真所得结论，基于机匣振动响应构建碰摩故障辨识指标，数值结果说明了指标对不平衡故障有抗干扰的能力且能够准确反映碰摩故障程度的变化。最后，通过航空发动机试验台数据及外场试飞数据验证了所构建指标的有效性。研究成果可为航空发动机叶片-机匣碰摩故障诊断提供参考。

来源：2025年第22期

《机械工程学报》期刊编辑部

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