旋轉(zhuǎn)葉片的動(dòng)態(tài)特性與局部振動(dòng)響應(yīng)研究.pdf

1、葉片作為燃?xì)廨啓C(jī)的核心零部件，有著高溫高壓高轉(zhuǎn)速等嚴(yán)峻的工作特點(diǎn)，承受著各種類型的復(fù)雜載荷工況，長期以來一直是研究人員關(guān)注的重點(diǎn)。近年來，新型材料的應(yīng)用使得葉片的強(qiáng)度不斷提升，現(xiàn)在單純由于材料強(qiáng)度不足、葉片過載斷裂在實(shí)際使用過程中很少遇到。據(jù)統(tǒng)計(jì)，疲勞斷裂失效是燃?xì)廨啓C(jī)葉片中最常見的一類失效模式，約占整個(gè)葉片失效的80％。由外激勵(lì)和自激引起的葉片高頻振動(dòng)被認(rèn)為是引起葉片疲勞損傷的主要因素之一，而振動(dòng)能量在葉片各處的分布不同造成葉片疲勞損

2、傷的位置各不相同。
　　本文圍繞旋轉(zhuǎn)葉片這一研究對(duì)象在結(jié)構(gòu)振動(dòng)領(lǐng)域的局部化振動(dòng)特性展開綜合分析，具體歸納為以下幾個(gè)方面:
　　(1)對(duì)國內(nèi)外葉片振動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀作了綜合性評(píng)述，分析了當(dāng)前旋轉(zhuǎn)葉片模型的建立和動(dòng)態(tài)響應(yīng)的計(jì)算方法。建立了8節(jié)點(diǎn)三維等參元，并研究了其模態(tài)和響應(yīng)的求解方法。深化振動(dòng)局部化概念，指出不僅葉盤失諧造成振動(dòng)能量向系統(tǒng)中的某些葉片集中，外激勵(lì)的影響同樣也會(huì)造成振動(dòng)能量在單一葉片上的分布不均。
　　

3、(2)分析葉盤結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性，研究隨機(jī)失諧量、軸彎曲對(duì)葉盤結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)特性的影響。使用葉盤模態(tài)分布圖、模態(tài)分離度等方式描述其影響。
　　(3)對(duì)葉片進(jìn)行模態(tài)分析，繪制了旋轉(zhuǎn)葉片的Campbell圖。隨后分析了幾種可能引起葉片局部振動(dòng)的外激勵(lì):碰摩激勵(lì)、氣流激勵(lì)和基礎(chǔ)載荷激勵(lì)。對(duì)幾種外激勵(lì)分別建立載荷模型，針對(duì)不同載荷提出不同的加載與分析方法，研究了幾種載荷作用下葉片的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，使用曲線插值、曲線擬合、傅立葉級(jí)數(shù)展開等方法對(duì)響應(yīng)作波形分