旋轉(zhuǎn)帶冠葉片的碰撞-摩擦動力學(xué)特性研究.pdf

1、旋轉(zhuǎn)帶冠葉片是旋轉(zhuǎn)機械中的關(guān)鍵部件之一，其性能直接影響著旋轉(zhuǎn)機械的穩(wěn)定性和安全性。葉片的振動故障在發(fā)動機振動故障中最為常見，據(jù)統(tǒng)計，約70％的發(fā)動機故障為葉片故障。采用葉冠結(jié)構(gòu)干摩擦減振是葉片常用的減振方法，因此對于葉冠間的碰撞-摩擦特性的研究是非常重要的。本文主要以旋轉(zhuǎn)帶冠葉片為研究對象，通過數(shù)值仿真及模型實驗，研究了旋轉(zhuǎn)帶冠葉片碰撞和摩擦導(dǎo)致的復(fù)雜非線性動力學(xué)特性。本文主要開展的研究工作如下:
　　(1)基于ANSYS研究了葉

2、冠對帶冠葉片固有頻率的影響以及質(zhì)量點代替葉冠的可行性，并基于能量法建立了考慮離心剛化、旋轉(zhuǎn)軟化的旋轉(zhuǎn)帶冠葉片解析模型;通過ANSYS有限元模型和解析模型對比分析了葉冠長度、旋轉(zhuǎn)半徑對旋轉(zhuǎn)帶冠葉片固有頻率的影響，以及有無葉冠對葉片振動響應(yīng)的影響。
　　(2)基于碰撞理論建立旋轉(zhuǎn)帶冠葉片的碰撞動力學(xué)模型，其中葉冠的碰撞剛度選為葉片的彎曲動剛度。通過碰撞模型研究了氣動力頻率對葉片振動響應(yīng)的影響，分析了葉冠對稱及不對稱間隙、旋轉(zhuǎn)速度以及氣

3、動力幅值等對葉冠碰撞的動力學(xué)特性的影響規(guī)律。
　　(3)基于摩擦理論建立了旋轉(zhuǎn)帶冠葉片的碰撞-摩擦模型，摩擦模型主要采用庫侖摩擦模型和LuGre摩擦模型，并通過文獻(xiàn)驗證了摩擦模型的正確性，基于兩種摩擦模型分析了葉冠間的振動摩擦效應(yīng)。此后又分析了葉冠角度、摩擦系數(shù)對葉片振動特性的影響。
　　(4)基于旋轉(zhuǎn)帶冠葉片模型，分析了無碰撞情況下葉片升降速時的振動響應(yīng)特性，以及加速度對葉片振動響應(yīng)的影響。此后考慮碰撞影響，分析了升降速情