碰摩葉片結構穩(wěn)態(tài)響應分析.pdf

1、高速旋轉葉片是旋轉機械中的關鍵部件，在航空航天和機械工程領域中的應用都非常廣泛。葉片在高速旋轉時，主要承受的載荷為不穩(wěn)定的氣流激振力和高速旋轉下產(chǎn)生的離心力。葉片與機匣之間的碰摩就成為了空氣壓縮機組中最常見的故障之一，通常會產(chǎn)生較大幅值的振動，導致系統(tǒng)產(chǎn)生非常復雜的非線性動力學行為，同時還會引起葉片疲勞、彎曲、折斷等嚴重的失效行為，影響機組的安全穩(wěn)定運行。本課題以透平式空氣壓縮機葉片為研究對象，從理論和數(shù)值方面研究了碰摩葉片結構的非線性

2、動力學特性，對其穩(wěn)態(tài)響應進行了分析計算。
　　增量諧波平衡法作為求解非線性振動問題的定量方法之一，被廣泛地應用于非線性振動的各個領域，成為求解非線性振動，特別是強非線性振動的有效方法。然而，其在求解完整多自由度局部非線性系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)響應時，會遇到耗時太長的問題，這極大地限制了其在高維局部非線性系統(tǒng)分析中的應用。因此，姚紅良針對碰摩接觸產(chǎn)生非線性的局部多自由度系統(tǒng)的非線性特性，提出了降維的增量諧波平衡法(DRIHB法)。本文基于此算法開

3、展的主要研究內(nèi)容如下：
　　(1)基于增量諧波平衡法，提出了降維的增量諧波平衡法(DRIHB法)。通過諧波平衡理論分析了系統(tǒng)中各自由度各次諧波的定量對比關系，并且根據(jù)該定量對比關系使系統(tǒng)的維數(shù)降至與非線性自由度的個數(shù)相同。由于降維后系統(tǒng)為復數(shù)系統(tǒng)，本文給出了該類系統(tǒng)的求解方法，以及原系統(tǒng)各自由度各階響應的還原方法。
　　(2)應用本文算法分別計算了平板結構、葉片實體結構碰摩非線性振動系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)周期解，得到了時域波形和頻譜圖，