渦輪緣板阻尼塊的減振特性研究.pdf

1、分類號：V232.4學校代碼：10406學號：150608523212南昌航空大學南昌航空大學碩士學位論文（專業(yè)學位研究生）渦輪緣板阻尼塊的減振渦輪緣板阻尼塊的減振特性研究特性研究碩士研究生碩士研究生：王坤導師導師：吳錦武教授申請學位級別申請學位級別：碩士學科、專業(yè)學科、專業(yè)：航空工程所在單位所在單位：飛行器工程學院答辯日期答辯日期：2018年06月授予學位單位授予學位單位：南昌航空大學I摘要干摩擦緣板阻尼塊作為一種高效的葉片減振器，廣

2、泛應用于航空發(fā)動機渦輪葉片減振系統(tǒng)中。因其結構簡單、重量輕、減振效果好、可靠性高、環(huán)境適應強等優(yōu)點，近年來國內外眾多學者對其進行了研究。研究主要集中在干摩擦阻尼模型改良，模型計算方法改進等方面，并取得了一些科研成果。本文主要從渦輪緣板干摩擦阻尼塊的摩擦接觸特性、耦合減振特性、響應特性三個方面進行研究。首先，從緣板阻尼塊與葉片的接觸特點出發(fā)，建立描述干摩擦阻尼塊與渦輪葉片摩擦接觸的幾何模型。根據(jù)葉片與阻尼塊接觸的幾何模型，建立帶圓角平沖頭

3、的平板摩擦接觸模型。在該模型基礎上，研究了不同幾何參數(shù)條件下，接觸面法向力、切向力和切向位移的分布規(guī)律。并進一步研究了幾何參數(shù)對遲滯曲線、接觸剛度、能量耗散的影響規(guī)律。結果表明，隨著接觸面率的增加，摩擦接觸模型逐漸由圓柱面線接觸轉化為理想平板接觸，遲滯曲線所圍成的面積減小，每振動摩擦周期內能耗降低，當接觸為圓柱面線接觸時阻尼塊的能耗存在最大值。其次，依據(jù)渦輪緣板阻尼塊的摩擦接觸特點，以及干摩擦阻尼減振問題的非線性，并考慮阻尼塊與葉片摩擦

4、減振時的耦合振動，在二維局部整體統(tǒng)一滑移模型假設條件下，結合MATLAB對非線性問題求解的優(yōu)勢，研究分析了阻尼系統(tǒng)中正壓力和激振力對其阻尼系統(tǒng)等效接觸剛度和等效阻尼的影響規(guī)律，并分別就阻尼塊對葉片切向和縱向的減振效果進行了對比判定。結果表明，渦輪葉片在激振力作用下，接觸面非線性阻尼的存在使葉片呈現(xiàn)出剛度軟化的特點，每個激振力對應著一個最佳正壓力使葉片振幅最小，阻尼塊對葉片切向振動的減振效果明顯好于軸向。最后，在阻尼塊與葉片接觸特性和耦合

5、減振特性的基礎上，基于阻尼塊與葉片接觸的二維局部整體統(tǒng)一滑移模型假設，結合ANSYS仿真軟件對帶緣板干摩擦阻尼塊的渦輪葉片的響應特性進行了研究。分別研究了接觸面正壓力、激振力、接觸剛度、摩擦系數(shù)對葉片峰值響應和頻率的影響規(guī)律。結果表明，干摩擦阻尼塊不僅在葉片振動時，起到摩擦耗能減振的作用，還能在一定條件下對葉片進行調頻，在設計干摩擦阻尼器時，不僅應盡量使阻尼塊工作在最佳正壓力下，還應考慮阻尼塊對葉片的調頻作用所帶來的振動抑制。關鍵詞關鍵