氣激狀態(tài)下粘彈性阻尼薄板動力學特性測試與分析研究.pdf

1、航空發(fā)動機中的許多結構件，諸如壓氣機葉片、整體葉盤等都長期處于氣動載荷的工作條件下。在這些結構件應使用要求逐步走向輕質化的同時，其工作過程中的振動也越來越劇烈。過大的振動不僅會影響發(fā)動機的工作效率，而且會使構件發(fā)生疲勞破壞，從而嚴重影響發(fā)動機的可靠性及安全性。粘彈性阻尼減振作為應用最為廣泛的減振方法常被應用于該領域中來解決此類問題。而分析氣激狀態(tài)下粘彈性材料對結構件的減振效果又是粘彈性阻尼減振研究需解決的一項挑戰(zhàn)性任務。本文以粘彈性阻尼

2、薄板作為研究對象，基于氣動激振測試的結果，建立氣激狀態(tài)下粘彈性阻尼薄板的有限元模型，將有限元分析結果與實驗比對證明了模型的正確性，在此基礎上分析了氣動參數(shù)及粘彈性材料參數(shù)對復合板動力學特性的影響。具體的研究內容體現(xiàn)于以下4方面:
　　首先，利用氣激測試系統(tǒng)對粘彈性阻尼薄板的振動特性進行測試。借助于氣激測試系統(tǒng)對被測試的粘彈性阻尼薄板施加氣動激振載荷，使其處于脈沖激勵的工況下。之后在共振區(qū)附近掃頻測試粘彈性阻尼板的共振頻率，再用共振

3、頻率激勵粘彈性阻尼板進行定頻響應測試，得到粘彈性阻尼薄板的共振響應。將測試獲得的結果與阻尼處理前薄板相同激勵條件下的測試結果進行比對，發(fā)現(xiàn)在氣激狀態(tài)下粘彈性阻尼材料對薄板具有減振作用。
　　然后，為了確定后續(xù)有限元模型中的氣動載荷激勵，基于CFD方法對氣動激振載荷值的進行了標定計算。利用GAMBIT軟件進行建模，F(xiàn)LUENT軟件進行求解，得出氣動激振載荷值，并與經(jīng)典流體力學理論計算結果進行對照，證明了分析的合理性。在此之后，基于該

4、方法探究部分氣動參數(shù)對于氣動載荷值的影響。
　　再則，對粘彈性阻尼材料的彈性模量以及損耗因子進行辨識。其中，運用有限元迭代方法辨識出粘彈性材料彈性模量的值，運用儲能與耗能分析方法辨識出粘彈性材料的損耗因子值。最終構建了粘彈性材料的復彈性模量模型，這些參數(shù)將作為材料參數(shù)輸入到后續(xù)粘彈性阻尼板的有限元分析模型中。
　　最后，對氣激狀態(tài)下粘彈性阻尼薄板進行有限元建模與分析。利用ANSYS軟件對氣動激振下粘彈性阻尼薄板進行有限元建模