压气机整流器作为压气机中不旋转的部分,是航空发动机结构中的关键部件,压气机叶片的可靠性直接影响到航空发动机的正常运行。研究表明,整流器叶片受到的旋转脉动载荷是导致叶片出现裂纹、脱落的主要因素之一。而橡胶材料具有良好的减振特性,将其引入整流器叶片结构可以直接有效的减少叶片的振动,目前公开文献中尚无计算带橡胶阻尼块整流器叶片的振动特性,因此必须对此结构的振动特性进行分析。本文针对带橡胶阻尼块整流器叶片开展了以下几个方面的研究:1.通过试验和仿真计算研究了四种不同材料橡胶的静态特性。探讨了橡胶的静态特性和橡胶材料的准静态试验方法,进行了橡胶试片在不同应变水平下的单轴向拉伸试验,得到了四种橡胶材料应力-应变曲线的数据,并使用三种不同的超弹性本构模型对试验数据拟合,获得了适用不同应变范围的超弹性本构模型,最终选用Neo-Hookean模型来描述小应变条件下橡胶阻尼块的静态特性;在此基础上,建立了橡胶静态分析有限元模型,并进行了仿真计算,计算结果与试验结果吻合较好。2.进行了四种橡胶的动态特性试验,得到橡胶的动态模量和相位角随激励频率的变化规律;推导了四种常用的橡胶材料粘弹性本构模型的力学表达式,使用动态特性试验数据对其中三种性本构模型拟合,经比较和分析,选取了分数导数Kelvin模型来描述橡胶的粘弹性特性。在此基础上,引入Neo-Hookean超弹性本构模型,最终建立了考虑应变和频率的非线性弹簧-分数导数橡胶动态模型。3.根据实际研究的整流器叶片,设计了可以更换不同材料橡胶阻尼块的试验用整流器叶片;采用锤击法和正弦慢扫描法进行了振动特性试验,获得了在分别使用四种橡胶材料时,带橡胶阻尼块整流器叶片的前三阶模态和第一阶固有频率附近的幅频特性曲线,分析了橡胶硬度、材质对叶片第一阶固有频率和振动响应的影响。4.建立了带橡胶阻尼块整流器叶片的有限元动力学分析模型,将非线性弹簧-分数导数模型引入有限元动力学分析模型中,采用直接法进行了谐响应分析,计算了带橡胶阻尼块整流器叶片的简谐响应过程,得到了第一阶固有频率和响应,并与试验结果进行了对比,分析了橡胶阻尼块的减振效果,验证了本文建立的非线性弹簧-分数导数模型的有效性。文中建立的非线性弹簧-分数导数橡胶动态模型对带橡胶阻尼块整流器叶片的动态特性研究具有重要意义。