葉片流固耦合振動分析方法研究.pdf

1、在葉輪機械中，引起葉片振動的因素很多。其中作用在葉片上的流體擾動力是激發(fā)振動的最重要因素。
　　在葉片振動過程中，一般通過分析坎貝爾圖來預測葉片工作時的共振狀態(tài)，但是在航空發(fā)動機工作范圍內(nèi)僅僅依靠坎貝爾圖中的幾個共振點來判斷發(fā)動機工作中出現(xiàn)的危險狀況及共振現(xiàn)象是遠遠不夠的，在共振點外的工作區(qū)域，發(fā)動機葉片仍會有振動現(xiàn)象，因此只能通過分析作用于葉片致使其產(chǎn)生振動的氣體激振力才是最有效的方法，直接求解并控制葉片的振動響應(位移和應力)

2、，從而分析造成葉片破壞的因素。
　　葉片周圍存在著氣體，而這些氣體力的分布情況決定著葉片振動時的速度、位移的變化規(guī)律，然而葉片振動過程中又會影響到葉片周圍氣體力的分布，促使流場中的結(jié)構(gòu)體發(fā)生形變。因此必須把氣體和結(jié)構(gòu)體兩個相互影響因素考慮進去，才能準確把握葉片真實振動的細節(jié)問題。
　　本文在總結(jié)氣彈動力學研究方法的基礎上，重點研究了基于多步流固耦合下氣體激振力預測方法及以 Workbench/CFX為仿真工具，運用多步耦合的

3、方法對平板葉片進行了振動響應分析。主要具體工作內(nèi)容如下：
　　1)提出了一種流固耦合下葉片氣體激振力預測方法。以平板葉片為研究對象，對有靜子平板葉片時的轉(zhuǎn)子平板葉片、無靜子平板葉片時的轉(zhuǎn)子平板葉片以及其周圍的流體域進行建模，來模擬尾流激振的情況，利用Workbench和CFX仿真計算軟件，進行流固耦合的數(shù)值模擬計算，得到平板葉片表面氣動力收斂情況下的值，根據(jù)所得氣動力值與葉片形變的關系建立最終穩(wěn)定時尾流激振下激振力的表達式。