高速旋转Timoshenko梁振动特性研究

发布时间：2023-04-09 16:21

　　旋转结构是动力机械中非常重要的零部件之一,高速旋转结构最典型的代表就是航空发动机叶片。由于叶片处于高压、高转速的恶劣工作条件下航空发动机叶片的振动故障多发,因而成为制约发动机可靠性、耐久性乃至寿命的重要研究课题。航空发动机叶片的振动问题,在我国大量服役的先进发动机和重点型号发动机中经常发生,严重限制了我国航空发动机的发展,引起了人们的高度重视。因此深入研究旋转叶片的振动问题成为当前我国航空发动机发展过程中亟待解决的重要课题。本论文将航空发动机叶片简化为高速旋转的Timoshenko梁模型,建立高速旋转的Timoshenko梁在非惯性系下完整的动力学方程,详细研究了不同因素对叶片的振动特性的影响。研究的主要内容包括:(1)利用欧拉角来描述旋转Timoshenko梁的运动情况,并且基于精确的几何关系获得了三个位移和三个角度振动的完全微分方程。在建立模型时,不仅考虑了转动引起的离心力和陀螺力,而且还考虑了转动引起的静态的轴向变形和扭转变形。(2)通过幂级数展开法求解出旋转梁的频率和模态函数。研究了Timoshenko梁在旋转过程中离心力、陀螺力、预安装角、轮毂半径、长细比等因素对旋转梁动态频...

【文章页数】：103 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 旋转梁的发展和研究现状
        1.2.1 旋转Euler-Bernoulli梁的研究现状
        1.2.2 旋转Timoshenko梁研究现状
        1.2.3 旋转梁振动固有特性研究现状
        1.2.4 旋转梁动力学响应研究现状
    1.3 文献总结
    1.4 课题主要内容
        1.4.1 课题来源
        1.4.2 课题研究内容
第2章 旋转均匀Timoshenko梁的力学模型
    2.1 引言
    2.2 旋转均匀Timoshenko梁的动力学方程的建立
    2.3 动力学方程的无量纲化
    2.4 静态的轴向变形和扭转变形
    2.5 本章小结
第3章 旋转均匀Timoshenko梁振动特性分析
    3.1 引言
    3.2 振动方程的幂级数解
    3.3 旋转均匀Timoshenko梁固有特性分析
        3.3.1 旋转均匀Timoshenko梁的频率分析
        3.3.2 旋转均匀Timoshenko梁的模态分析
        3.3.3 模态运动过程中的相位差
    3.4 本章小结
第4章 带有预扭转角的锥形Timoshenko梁力学模型
    4.1 引言
    4.2 旋转Timoshenko梁的动力学方程的建立
    4.3 静态的轴向变形
    4.4 动力学方程的无量纲化
    4.5 本章小结
第5章 带有预扭转角的锥形Timoshenko梁振动特性分析
    5.1 引言
    5.2 振动方程的幂级数解
    5.3 带有预扭转角的锥形Timoshenko梁固有特性分析
        5.3.1 带有预扭转角的锥形Timoshenko梁的频率分析
        5.3.2 带有预扭转角的锥形Timoshenko梁的模态分析
        5.3.3 复模态
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
致谢



本文编号：3787353