汽轮机、航空发动机等旋转类机械的叶片即使处于稳定运行状况下,也会受到各种外部因素的干扰而引发剧烈的振动,这可能会导致叶片损坏、失效甚至断裂.据统计,叶片振动是威胁旋转机械安全运行的重要因素之一.因此,提高旋转机械叶片的安全可靠性和运行稳定性是当前的研究热点之一,这对保障旋转机械系统的正常工作运转有重要意义.自带冠叶片的独特之处在于这种叶片结构可以通过冠间接触和碰撞消耗叶片的振动能量,并通过调节冠间间隙的大小和紧度实现控制阻尼的目的,进而可以抑制叶片振动和减少共振.除此之外,该结构叶片还具有装配简单维修方便等优点,因而自带冠叶片正逐渐受到制造厂家和科研设计人员的重视.国内外许多学者从不同角度对此类减振机理进行了深入的研究,所得结果为旋转机械的稳定运行提供了重要的理论指导.本文针对汽轮机和航空发动机上在中短叶片中使用的成组自带冠结构叶片的减振问题进行了研究.目前成组叶片的理论研究结果所见较少,然而叶片的振动不是孤立的,相邻叶片的碰撞和接触对叶片振动会有较大影响,因此研究成组叶片接触碰撞引发的振动对了解叶片的振动机理,优化叶片的结构设计都具有很高的研究意义和工程实用价值.本文进行工作如下1.针对自带冠叶片组成的成组叶片,采用Hertz接触理论和悬臂梁连续模型建立了成组叶片接触碰撞状态下的非线性动力学模型,并考虑了气流激振力和叶片的惯性力对叶片振动的影响.2.针对本文中系统,采用Galerkin模态截断方法降维处理,用谐波平衡法计算了当各叶片取第1阶模态后降维系统的解析解.获得叶片系统的解析解.3.运用谐波平衡法求得降维后的系统在无阻尼和有阻尼两种情况下的解析解.并通过绘制幅频特性曲线非线性动力学分析方法反应自带冠成组叶片接触碰撞系统中的非线性动力学现象.本文所得结论对分析自带冠成组叶片的优化叶型设计、建立可靠性设计准则有重要的指导意义.