本文關(guān)鍵詞：基于變參數(shù)環(huán)板等效葉片組的葉盤模型耦合振動分析方法

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【摘要】：轉(zhuǎn)子系統(tǒng)常見于旋轉(zhuǎn)機(jī)械裝置中,在航空、電力、化工等工業(yè)和民用的諸多行業(yè)中發(fā)揮著重要作用.轉(zhuǎn)子系統(tǒng)一般由軸和多級葉輪組成,存在強(qiáng)度、疲勞、振動和噪聲等一系列問題,亟待通過優(yōu)化設(shè)計等手段提高產(chǎn)品的各項性能.由于每級葉輪都含有由多條葉片構(gòu)成的葉片組,因此在應(yīng)用有限元等方法分析時,即便利用了回轉(zhuǎn)周期的性質(zhì),轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的整體自由度數(shù)目依然龐大,優(yōu)化設(shè)計的計算效率有待提高.為了提高轉(zhuǎn)子系統(tǒng)分析的效率,可將根據(jù)氣動性能要求設(shè)計的單級葉盤視為狀態(tài)已經(jīng)確定的子系統(tǒng),在具備足夠計算精度的前提下對其有限元模型進(jìn)行縮聚或簡化,以降低整體系統(tǒng)的自由度.文章介紹葉片組模型的等效建模方法,以固有振動特性相近為等效準(zhǔn)則,將有限元模型中周向環(huán)繞的葉片組等效為變參數(shù)圓柱型正交各向異性環(huán)形板,并通過理論推導(dǎo)和計算得到了環(huán)板模型的幾何與材料等物理參數(shù).以航空發(fā)動機(jī)低壓渦輪葉盤模型為例,實現(xiàn)了葉片組的模型等效過程.結(jié)果表明,等效方法可在保證精度的前提下大大降低模型的自由度數(shù)目,為后續(xù)整體轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計提供了高效的葉盤建模方法.
【作者單位】： 復(fù)旦大學(xué)航空航天系;
【關(guān)鍵詞】： 振動 葉片 輪盤 轉(zhuǎn)子 模型縮聚
【基金】：國家自然科學(xué)基金項目資助項目(11572089)~~
【分類號】：TH113.1
【正文快照】： 引言燃?xì)獍l(fā)動機(jī)、葉輪發(fā)電機(jī)、空氣壓縮機(jī)以及牙科高速手機(jī)等以轉(zhuǎn)子為核心部件的旋轉(zhuǎn)機(jī)械廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用各個領(lǐng)域,在經(jīng)濟(jì)和生活中發(fā)揮著重要的作用.從經(jīng)典的兩端簡支、帶剛性圓盤彈性轉(zhuǎn)軸的Jeffcott轉(zhuǎn)子[1],到帶多個剛性圓盤的多軸轉(zhuǎn)子系統(tǒng)[2],轉(zhuǎn)子動力學(xué)的研究長期受到

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