含接触界面的叶盘结构建模及响应预测方法研究

发布时间：2021-01-03 11:38

　　干摩擦结构是一种广泛应用于航空发动机叶盘结构之中的阻尼减振措施。该技术通过人为地增加叶片之间或叶片与轮盘间的接触面,利用接触界面之间的干摩擦现象,使其在振动中消耗能量,从而抑制叶盘结构的振动。干摩擦现象显著的非线性特性及接触界面相对运动行为的不确定性,使得在对各种干摩擦阻尼结构进行工程设计时遇到困难。为此,本文开展含接触界面的叶盘结构建模及响应预测方法研究,主要工作及结论如下:1、系统阐述了含接触界面的结构建模与响应预测基本方法,实现了含接触界面的简单结构的响应预测与分析。2、提出了一种新型雅克比矩阵快速计算方法,能够将基于谐波平衡法预测含接触界面的结构稳态振动响应的速度提高800倍以上。相比于国际上已有的类似方法,该新型算法在计算效率和通用性方面具有显著的优势。3、基于简化的叶片-缘板阻尼结构模型,开展缘板阻尼结构减振特性的影响因素分析,给出了离心力、缘板阻尼块质量、激振力、缘板倾斜角及缘板阻尼块转动等因素对叶片-缘板阻尼结构减振特性的影响规律。4、将上述接触界面建模和响应预测方法应用于真实的叶盘结构,并综合运用模态综合法与自由度减缩等技术,实现了含接触界面的叶盘结构有限元模型的快速... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：103 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

23 2D 常压力模型的幅频曲线随正压力的变化关

图 2. 24 2D 常压力模型的正压力特性曲线，在合适的正压力作用下，干摩擦阻尼结构将具有最小的共振幅值。针正压力数值约为 1000N。 变压力接触的结构振动特性压力干摩擦接触的单节点模型如图 2. 21 所示。系统结构参数 m=1kg s m-1, μ=0.3, kt=1e4 N m-1, kn=1e4 N m-1, f=1N, η = 3。通过谐波平衡法进共振频率附近的频带范围的幅频曲线，如图 2. 25 所示。

图 2. 24 2D 常压力模型的正压力特性曲线出，在合适的正压力作用下，干摩擦阻尼结构将具有最小的共振幅值。一正压力数值约为 1000N。D 变压力接触的结构振动特性 变压力干摩擦接触的单节点模型如图 2. 21 所示。系统结构参数 m=1.3N s m-1, μ=0.3, kt=1e4 N m-1, kn=1e4 N m-1, f=1N, η = 3。通过谐波平衡法阶共振频率附近的频带范围的幅频曲线，如图 2. 25 所示。

【参考文献】：
期刊论文
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[3]一种考虑微凸体法向弹塑性接触的粗糙面力学模型[J]. 王东,徐超,万强.  上海交通大学学报. 2016(08)
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[5]带气膜阻尼结构振动特性的理论研究[J]. 张大义,何易峰,陈璐璐,马艳红,洪杰.  航空动力学报. 2016(02)
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[7]带凸肩风扇叶片振动特性及设计方法研究[J]. 陈璐璐,张大义,文敏,洪杰.  推进技术. 2015(09)
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本文编号：2954916