氣激狀態(tài)下粘彈性阻尼薄板動力學(xué)特性測試與分析研究.pdf

1、航空發(fā)動機(jī)中的許多結(jié)構(gòu)件，諸如壓氣機(jī)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(jié)構(gòu)件應(yīng)使用要求逐步走向輕質(zhì)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(jī)的工作效率，而且會使構(gòu)件發(fā)生疲勞破壞，從而嚴(yán)重影響發(fā)動機(jī)的可靠性及安全性。粘彈性阻尼減振作為應(yīng)用最為廣泛的減振方法常被應(yīng)用于該領(lǐng)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(jié)構(gòu)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(wù)。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(jié)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(jié)果與實驗比對證明了模型的正確性，在此基礎(chǔ)上分析了氣動參數(shù)及粘彈性材料參數(shù)對復(fù)合板動力學(xué)特性的影響。具體的研究內(nèi)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(jìn)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(jìn)行定頻響應(yīng)測試，得到粘彈性阻尼薄板的共振響應(yīng)。將測試獲得的結(jié)果與阻尼處理前薄板相同激勵條件下的測試結(jié)果進(jìn)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(jìn)行了標(biāo)定計算。利用GAMBIT軟件進(jìn)行建模，F(xiàn)LUENT軟件進(jìn)行求解，得出氣動激振載荷值，并與經(jīng)典流體力學(xué)理論計算結(jié)果進(jìn)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(jìn)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(gòu)建了粘彈性材料的復(fù)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(jìn)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(jìn)行有限元建模