带楔形阻尼器叶片减振特性研究

来源 :南京航空航天大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:cychenying2007
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航空发动机叶片在大的振动应力下容易发生疲劳失效或故障断裂,可以通过干摩擦阻尼结构来抑制振动。缘板阻尼结构通过接触面间的滑移摩擦消耗振动能量,简单且效果显著,因此有着广泛的运用。从多方面研究干摩擦阻尼的减振机理及阻尼器对叶片振动响应的影响,具有特别重要的理论意义和工程实际应用价值。  本文主要针对楔形阻尼器结构,推导出整体—局部统一滑动模型,建立带楔形阻尼器叶片振动响应分析方法。通过算例和试验,分析了不同参数对阻尼器减振效果的影响,以及双激励下不同激励方向角度差对叶片振动响应的影响。最后分别研究了楔形阻尼器和弧形阻尼器与缘板接触面间不同接触变量对接触状态的影响。  本文主要工作如下:  (1)将摩擦表面的法向载荷假设成线性分布形式,建立了楔形阻尼器整体—局部统一滑动干摩擦界面模型;结合叶片阻尼结构动力学模型求解出的非线性方程的解,采用能量法和二阶谐波平衡法,推导出了楔形阻尼器的等效刚度和等效阻尼的计算公式。  (2)基于所建立的楔形阻尼器整体—局部统一滑动模型,通过VS2010与ANSYS中APDL语言结合,编制了带干摩擦阻尼装置系统的振动响应分析计算程序,分析了不同阻尼器结构参数及形状对减振效果的影响,同时在双激励系统下探究了不同激励角度差对叶片振动特性的影响。  (3)设计并搭建了单激励及双激励振动系统试验台,开展了带楔形阻尼器模拟叶片减振特性试验,试验结果与计算结果吻合较好,验证了楔形阻尼器整体--局部统一滑动模型及带干摩擦阻尼装置叶片振动响应分析方法的有效性。  (4)分别对带楔形阻尼器和弧形阻尼器的叶盘结构进行接触状态分析,探究了阻尼器与缘板间不同摩擦系数、不同阻尼器结构参数及叶盘不同转速工况对接触状态的影响。分析结果表明:弧形阻尼器的接触概率更大,更有利于减振。
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