旋轉(zhuǎn)帶冠葉片的碰撞-摩擦動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、旋轉(zhuǎn)帶冠葉片是旋轉(zhuǎn)機(jī)械中的關(guān)鍵部件之一，其性能直接影響著旋轉(zhuǎn)機(jī)械的穩(wěn)定性和安全性。葉片的振動(dòng)故障在發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)故障中最為常見，據(jù)統(tǒng)計(jì)，約70％的發(fā)動(dòng)機(jī)故障為葉片故障。采用葉冠結(jié)構(gòu)干摩擦減振是葉片常用的減振方法，因此對(duì)于葉冠間的碰撞-摩擦特性的研究是非常重要的。本文主要以旋轉(zhuǎn)帶冠葉片為研究對(duì)象，通過數(shù)值仿真及模型實(shí)驗(yàn)，研究了旋轉(zhuǎn)帶冠葉片碰撞和摩擦導(dǎo)致的復(fù)雜非線性動(dòng)力學(xué)特性。本文主要開展的研究工作如下:
　　(1)基于ANSYS研究了葉

2、冠對(duì)帶冠葉片固有頻率的影響以及質(zhì)量點(diǎn)代替葉冠的可行性，并基于能量法建立了考慮離心剛化、旋轉(zhuǎn)軟化的旋轉(zhuǎn)帶冠葉片解析模型;通過ANSYS有限元模型和解析模型對(duì)比分析了葉冠長(zhǎng)度、旋轉(zhuǎn)半徑對(duì)旋轉(zhuǎn)帶冠葉片固有頻率的影響，以及有無葉冠對(duì)葉片振動(dòng)響應(yīng)的影響。
　　(2)基于碰撞理論建立旋轉(zhuǎn)帶冠葉片的碰撞動(dòng)力學(xué)模型，其中葉冠的碰撞剛度選為葉片的彎曲動(dòng)剛度。通過碰撞模型研究了氣動(dòng)力頻率對(duì)葉片振動(dòng)響應(yīng)的影響，分析了葉冠對(duì)稱及不對(duì)稱間隙、旋轉(zhuǎn)速度以及氣

3、動(dòng)力幅值等對(duì)葉冠碰撞的動(dòng)力學(xué)特性的影響規(guī)律。
　　(3)基于摩擦理論建立了旋轉(zhuǎn)帶冠葉片的碰撞-摩擦模型，摩擦模型主要采用庫(kù)侖摩擦模型和LuGre摩擦模型，并通過文獻(xiàn)驗(yàn)證了摩擦模型的正確性，基于兩種摩擦模型分析了葉冠間的振動(dòng)摩擦效應(yīng)。此后又分析了葉冠角度、摩擦系數(shù)對(duì)葉片振動(dòng)特性的影響。
　　(4)基于旋轉(zhuǎn)帶冠葉片模型，分析了無碰撞情況下葉片升降速時(shí)的振動(dòng)響應(yīng)特性，以及加速度對(duì)葉片振動(dòng)響應(yīng)的影響。此后考慮碰撞影響，分析了升降速情