為了減輕航空發(fā)動(dòng)機(jī)的重量,提高發(fā)動(dòng)機(jī)的推進(jìn)效率,許多航空發(fā)動(dòng)機(jī)都采用了整體葉盤(pán)結(jié)構(gòu)。整體葉盤(pán)結(jié)構(gòu)由轉(zhuǎn)子的輪盤(pán)和葉片共同構(gòu)成,一體成型,為一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。由于輪盤(pán)變得更薄,輪盤(pán)的剛度也明顯減小,這會(huì)導(dǎo)致葉盤(pán)結(jié)構(gòu)的大幅度振動(dòng),這些非線性振動(dòng)進(jìn)而會(huì)給航空發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行帶來(lái)很大的威脅。本文集中研究了某壓氣機(jī)整體葉盤(pán)在變轉(zhuǎn)速和超聲速氣流下的非線性耦合振動(dòng)。首先,利用CFD和FEM軟件對(duì)真實(shí)幾何參數(shù)建模的整體葉盤(pán)模型進(jìn)行耦合振動(dòng)特性分析,此分析同時(shí)考慮了氣動(dòng)載荷和離心力的影響。根據(jù)所得到的共振坎貝爾圖,得到了整體葉盤(pán)最危險(xiǎn)的振型階次,也就是第四階振型,由盤(pán)的扭轉(zhuǎn)和葉片的第一階彎曲振動(dòng)構(gòu)成。因此,基于此階振型,建立了整體葉盤(pán)的集總質(zhì)量和彈簧形式的動(dòng)力學(xué)模型。模型的準(zhǔn)確性通過(guò)與有限元模擬得出的共振頻率進(jìn)行對(duì)比得到了驗(yàn)證。此模型同時(shí)考慮了諸多因素,包括葉片的非線性彈性,葉片受到的氣動(dòng)尾流激勵(lì),離心力以及擾動(dòng)轉(zhuǎn)速。然后,通過(guò)哈密頓原理和動(dòng)力學(xué)離散,得到了整體葉盤(pán)的非線性微分控制方程。由于整體葉盤(pán)的輪盤(pán)和葉片振動(dòng)頻率的比例為1:1,所以對(duì)整體葉盤(pán)的1:1內(nèi)共振下的特性進(jìn)行了分析。通過(guò)多尺度方法得到了集總參數(shù)... 

【文章來(lái)源】：北京工業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：81 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

發(fā)動(dòng)機(jī)剖視圖

氣機(jī)及風(fēng)扇的工作葉片（即轉(zhuǎn)子葉片）均用其葉身輪盤(pán)輪緣的榫槽中，再用鎖緊裝置將葉片鎖定與輪發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，出現(xiàn)了一種稱之為“整體葉盤(pán)，它是將工作葉片和輪盤(pán)作為一體，省去了連接用化[1-2]。整體葉盤(pán)結(jié)構(gòu)，即將葉片和盤(pán)采用一定的焊塊材料上加工出葉片和盤(pán)的葉盤(pán)結(jié)構(gòu)，在簡(jiǎn)化傳統(tǒng)上降低了榫頭氣流損失,提升了氣動(dòng)效率。整體葉盤(pán)率高，結(jié)實(shí)，可靠性高等特點(diǎn)[3]。將葉片與輪盤(pán)作不需加工出安裝葉片的榫槽，因而輪緣的徑向尺寸量減輕。例如，F(xiàn)414 發(fā)動(dòng)機(jī)中的第二，三級(jí)風(fēng)扇轉(zhuǎn)重量減輕 20.43kg，轉(zhuǎn)子重量減輕后，將會(huì)對(duì)整臺(tái)發(fā)14 發(fā)動(dòng)機(jī)與其原型機(jī) F404 相比，推重比有 7.5 提高出，采用整體葉盤(pán)結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的葉片輪盤(pán)結(jié)構(gòu)相比用金屬基復(fù)合材料（MMC）的整體葉環(huán)（Bling），

需加工出安裝葉片的榫槽，因而輪緣的徑向尺減輕。例如，F(xiàn)414 發(fā)動(dòng)機(jī)中的第二，三級(jí)風(fēng)扇量減輕 20.43kg，轉(zhuǎn)子重量減輕后，將會(huì)對(duì)整臺(tái) 發(fā)動(dòng)機(jī)與其原型機(jī) F404 相比，推重比有 7.5 提，采用整體葉盤(pán)結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的葉片輪盤(pán)結(jié)構(gòu)相比金屬基復(fù)合材料（MMC）的整體葉環(huán)（Bling）圖 1-2 整體葉盤(pán)Fig.1-2 Blisk

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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