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摘要：航空发动机的振动是由多种因素引起的，发动机制造装配质量不高是其中之一，本文采用蒙特卡罗方法分析了采集参数对振动的敏感性。本文以某型航空发动机为研究对象，确定了装配的基本参数，建立了蒙特卡罗模型，利用MATLAB语言计算了相关系数，结果表明装配参数在两个特定位置的振动灵敏度较高，二级涡轮转子的轴向运动以及二级叶片与二级静叶轴颈之间的轴向间隙对机器的振动影响最大。
关键词：航空发动机整机振动；装配参数；蒙特卡罗；敏感性分析；
1、前言
航空发动机是一种非常复杂的旋转热机，它由成千上万个零件组成，其中许多零件具有高度复杂的加工特性，装配尺寸和精度都有特殊性。航空发动机装配是制造业最重要的最后一步。装配质量对装配质量有着重要的影响。高质量的发动机生产能力和性能。发动机装配不正确会产生振动源。装配方法和工艺质量直接影响振动。因此，对装配方法进行研究，总的来说，机床装配与振动参数之间的关系对于降低整机振动、提高机床性能具有十分重要的意义。采用概率统计方法对某型航空发动机进行了振动分析，采用蒙特卡罗方法对装配参数进行了灵敏度分析。最后，完成了MATLAB语言分析程序，确定了基本的装配参数。它对机器的整体振动影响最大。
2、蒙特卡罗方法
蒙特卡罗方法是通过统计抽样理论来解决数学或物理问题的一种粗糙方法。首先建立一个与对象相关的概率模型，对要解决的问题，以及一些随机变量的统计假设，进行求解，然后对模型进行广泛的统计评价，这里的相关系数是指各装配参数对机床振动的敏感度。
由于montecarlo方法能够更真实地描述事物的本质和物理实验，为了解决一些数字方法难以解决的问题，montecarlo方法的应用越来越广泛。为了使用蒙特卡罗方法，需要进行大量的实验。由于计算机的出现，人们需要更多的实验来模拟计算机辅助随机实验的过程。蒙特卡罗模拟算法的实现分为三个阶段：
2.1描述概率设计的过程
对于那些本身具有随机性的问题，最重要的是对概率过程的正确描述和模拟。对于确定性问题，这是初始问题，不是偶然的。你必须事先计划一个人工概率过程，才能把他的一些统计指标准确地定义为必要的问题，换句话说，我们必须改变这个问题，这不是偶然的，这是偶然的。
2.2已知概率抽样
一旦建立了一个概率模型，不同的概率模型可以看作包含不同的概率，确定具有已知概率分布的随机变量就成为蒙特卡罗模拟的主要工具。
2.3成立评估小组
一般情况下，在建立概率模型并从中抽样之后。
3、单台航空发动机振动源分析
3.1转子故障引起的振动
3.1.1转子不平衡
转子材料的不均匀性、结构缺陷、热变形和装配误差是引起航空发动机振动的重要原因之一。转子的物理重心与形心不一致，转子质量不平衡是一个重要因素，它不仅直接威胁到航空发动机的安全可靠运行，但也容易引起其他类型的发动机损坏，转子不平衡引起的振动故障是确定和降低发动机转子平衡的重要措施，它具有固有的特点，即它是由不同原因引起的波动。动载荷与相同转速的平方速度成正比。
3.1.2转子错误
据国外资料显示，70%左右的旋转机械故障都是由轴引起或非轴引起的。航空发动机追求高比重、高转速，转子与壳体之间的间隙越来越小，增加了转子失效的概率，引起转子与定子碰撞的转子工作异常，导致轴承磨损、离合器偏斜、轴弯曲和摩擦在转子与壳体之间，这对航空发动机的不间断运行是一个很大的危险，联轴器的调整可以分为角度，而不是平均、平行或平行。
结果表明，由于偏离给定目标而引起的脉冲幅度随着转速的增加而增大，这是不平衡激振力的4倍，在力的方面，当转子-轴承系统分析离合器的齿轮方向错误时，转速增大，在航空发动机耦合结构的基础上，建立了三支点连接转子的动力学模型，当离合器和离合器刚度低于平均值时，它们不仅随转矩和动力学的相对非线性运动而变化，用牛顿和纽马克的数值迭代法和无泵机构对转子系统的一个错误进行了研究，在试验过程中，研究了转子系统对故障的动态响应。
由于轴承的变形和安装误差，不同轴承的中心发生位移，严重影响了转台系统的安全性和稳定性。结果表明，随着转数的增加，出现积分乘性振动分量，在高速情况下，转台的运动恢复为周期运动。李子刚和李明研究了无输出轴承转子系统的非线性动力响应。结果表明，当转子转速较低时，转子系统既有优点，也有缺点，它的旋转频率与转子不平衡时相同，且频率复杂；由于转子故障引起的转子转速升高，出现了复杂的非线性动力作用，如圆枝乱动。针对双转子系统的故障，在内部分析了高压转子对轴承座的振动响应。
3.1.3转子-定子摩擦
它可以分为局部摩擦和局部摩擦。按转子类型可分为单转子与雷电接触和双转子。
航空发动机是一种旋转装置。国内外学者通常采用Jeffcott转子设计故障转子系统的模型，解释了转子与摩擦碰撞的典型物理现象，发现了振动现象，建立了局部接触故障滚动轴承定转子系统的动力学模型；采用数值积分方法研究了转子系统与模拟支路故障接触时的非线性动态特性，根据转子系统静态接触的动态特性和转子系统的动态特性，转子系统的随机运动表明，故障转子系统中存在许多非线性动态行为针对非静态故障对转子系统的影响，建立了该模式下的叶壳损伤模型，设计了详细的叶壳磨损模型，并通过实例验证了该模型的应用。通过接触动力学仿真和试验，获得了旋翼-机身部分接触的数据。研究表明，叶壳的单点破坏或局部接触摩擦破坏与周期性冲击力相似。为了消除航空发动机叶片-机身在运行过程中的失效，提出了一种新的叶片-机身摩擦模型，该模型可以模拟单点和多点的情况，对船体与旋翼之间的局部摩擦和圆摩擦进行了实验测试。
目前，双转子结构广泛应用于航空发动机中，在形成航空发动机双转子轴承系统时，转子与定子碰撞时存在两种不同的激振源，除了两个转子的转动频率振动外，还可能存在转子的倍数和分数倍数的波动循环频率。两个转子的转动频率会有不同的组合，比较分析了单转子系统和双转子系统的频谱特性，建立了双转子系统的动态故障模型，对雷击下双转子系统的振动响应谱进行了数值模拟研究。利用ANSYS软件研究了转子与定子的接触与法律规定的相对位移之间的关系。建立了转子和定子的冲击力模型，建立了消除转子和定子间故障的动力学方程。为了研究航空发动机，建立了双转子系统的动力学模型，通过数值仿真分析了双转子系统故障响应的动态特性。考虑内外转子的影响，得到了系统振动响应的动力学方程，并根据航空发动机涡轮壳体的设计特点，以支路为基础，分析了双转子系统的振动特性和力学特性，设计了实验模拟装置。在两个转子的试验中，研究了高压转子的一阶和二阶振动响应特性。结果表明，旋转转子对汽轮机局部冲击的振动响应可以是多频的，研究了冲击特性对双转子系统动态特性的影响。
4、结束语
研究航空发动机振动的测试方法和标准，对确定和识别航空发动机振动具有重要意义。航空发动机振动试验与工程实际相结合，对该领域的研究较少，有必要进一步完善航空发动机振动试验方法和标准。航空发动机振动与故障是及时提出消除方法和措施的重要手段，也是航空安全的重要措施，国内外对此问题的研究很多，但与航空发动机工程实践的结合程度还不够紧密，有必要对该方法进行改进航空发动机振动故障诊断技术。
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