【摘 要】
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叶片作为航空发动机的一个重要零部件,在高速旋转中受到来自高温燃气的高速冲击力,因此高周疲劳现象频发,为了降低叶片的振动,提高可靠性,在设计时常给叶片加装凸肩。而带凸肩结构叶片的接触振动过程非常复杂,具有典型的非线性特征。所以针对带凸肩结构的单叶片、叶片组进行减振机理分析,研究凸肩结构的减振特性,对带凸肩结构的整圈叶片进行振动响应分析,研究带凸肩结构整圈叶片的振动特性是很有必要的。本文以带凸肩结构的
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（编号:51575093）； 中央高校基本科研业务费专项资金（编号:N160313001）； 中央高校基本科研业务费专项资金（编号:N170308028）；
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叶片作为航空发动机的一个重要零部件,在高速旋转中受到来自高温燃气的高速冲击力,因此高周疲劳现象频发,为了降低叶片的振动,提高可靠性,在设计时常给叶片加装凸肩。而带凸肩结构叶片的接触振动过程非常复杂,具有典型的非线性特征。所以针对带凸肩结构的单叶片、叶片组进行减振机理分析,研究凸肩结构的减振特性,对带凸肩结构的整圈叶片进行振动响应分析,研究带凸肩结构整圈叶片的振动特性是很有必要的。本文以带凸肩结构的叶片为研究对象,基于Euler-Bernoulli梁理论和Timoshenko梁理论推导了根部受弹簧和扭簧约束的弹性支撑梁的频率方程和振型函数,采用半解析法建立了带凸肩结构的单叶片、叶片组和整圈叶片的动力学模型,将凸肩结构等效为非线性弹簧,并考虑接触时的阻尼效应和凸肩质量,引入考虑正压力变化的粘滞-滑移摩擦模型,利用拉格朗日方程和伽辽金离散法建立叶片的非线性振动微分方程。从减振机理的角度分析了凸肩的减振特性以及带凸肩结构整圈叶片的振动特性。本文主要展开以下几个方面工作（1）首先,采用半解析法和Euler-Bernoulli梁理论建立了叶根固支的带凸肩结构单叶片的动力学模型,基于接触力学理论建立了非线性的接触力模型和考虑正压力变化的粘滞-滑移摩擦模型,并考虑了凸肩质量的影响。然后以转速、凸肩接触角、凸肩间隙、摩擦系数、凸肩位置为研究参数;从幅频响应,能量以及力的角度研究了凸肩的减振特性。（2）其次,采用半解析法和Euler-Bernoulli梁理论建立了叶根受弹性支撑的带凸肩结构叶片组的动力学模型,并验证了弹性支撑梁模型的正确性,在采用先前模型的基础上考虑了安装角和凸肩质量的影响。然后以转速、凸肩接触角、凸肩间隙、凸肩位置、接触刚度为研究参数;从幅频响应,能量以及力的角度研究了凸肩的减振特性。（3）最后采用半解析法和Timoshenko梁理论建立了叶根受弹性支撑的带凸肩结构整圈叶片的动力学模型,并验证了弹性支撑梁模型的正确性,在采用先前模型的基础上考虑了接触阻尼、安装角和凸肩质量的影响。然后以转速、凸肩接触角、凸肩间隙、摩擦系数、接触刚度为研究参数,分析了在气动激励下带凸肩的整圈叶片的振动响应。
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