铺层参数对复合材料叶片的振动特性影响研究

发布时间：2021-07-07 15:28

　　考虑复合材料的各向异性特征与铺层角度、厚度、顺序等因素,建立多层复合材料风扇叶片动力学模型。基于模态分析方法计算复合材料叶片自由振动的固有频率、振型,采用谐响应分析方法研究叶片的振动响应特性,利用Campbell图进行不同转速下的叶片固有特性分析。研究了复合材料大风扇叶片铺层参数对振动特性的影响,结果表明通过调整复合材料叶片的铺层厚度、角度、顺序,可以减少共振点并减小振幅,以达到减振的效果。 

【文章来源】：复合材料科学与工程. 2020,(08)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

GE90发动机叶片模型

网格的划分是进行模拟计算非常重要的一个步骤,划分网格的数量和质量好坏会直接影响后面模拟计算的准确性。由于叶片不同位置的单元及材料属性并不相同,所以榫头和叶身及叶根部分采用分段划分的方式。由于映射网格的划分需要规则的模型形状,而自由网格则没有此限制。因此,本文选取自由网格划分方式进行复杂曲面型叶片的建模,网格大小为0.01 m。 有限元模型如图2所示。3 振动特性分析

表4 叶片固有频率Table 4 Blade natural frequency 阶 次 振 型 固有频率/Hz 方案A 方案B 方案C 方案D 1 弯 曲 35.33 40.91 40.50 40.24 2 扭 转 57.21 107.46 109.34 110.84 3 弯 扭 98.58 163.65 166.83 161.13 4 弯 扭 141.86 217.16 218.14 214.26 5 弯 扭 230.43 412.34 421.76 408.46 6 弯 扭 299.97 521.06 528.41 518.08结果表明:1阶振型叶片上出现横节线,为弯曲振动;2阶振型叶片上出现纵向节线,为扭转振动;3阶、4阶、5阶、6阶振型叶片上出现横节线和纵向节线,为弯扭振动。叶片整体振动位移以弯曲振动为主,最大挠度发生在前缘叶尖处,叶片的尖端和边缘更易发生过度变形[15]。

【参考文献】：
期刊论文
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[6]商用大涵道比发动机复合材料风扇叶片应用现状与展望[J]. 刘强,赵龙,黄峰.  航空制造技术. 2014(15)
[7]铺层纤维方向对风力机叶片强度的影响分析[J]. 梁利华,谢少军,潘柏松.  太阳能学报. 2014(05)
[8]连续纤维增强复合材料在民用航空发动机上的应用[J]. 沈尔明,王志宏,滕佰秋,李晓欣.  航空发动机. 2013(02)
[9]基于风力机叶片铺层的频率优化设计[J]. 廖猜猜,赵晓路,王建礼,石可重,徐建中.  工程热物理学报. 2011(08)
[10]宽弦空心风扇叶片动力响应特性研究[J]. 杨雯,杜发荣,郝勇,丁水汀,李秋实,王营.  航空动力学报. 2007(03)

硕士论文
[1]铺层参数对碳纤维船用螺旋桨性能影响研究[D]. 彭峰.武汉理工大学 2014



本文编号：3269885