本文關鍵詞：基于變參數環(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】：轉子系統(tǒng)常見于旋轉機械裝置中,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.轉子系統(tǒng)一般由軸和多級葉輪組成,存在強度、疲勞、振動和噪聲等一系列問題,亟待通過優(yōu)化設計等手段提高產品的各項性能.由于每級葉輪都含有由多條葉片構成的葉片組,因此在應用有限元等方法分析時,即便利用了回轉周期的性質,轉子系統(tǒng)的整體自由度數目依然龐大,優(yōu)化設計的計算效率有待提高.為了提高轉子系統(tǒng)分析的效率,可將根據氣動性能要求設計的單級葉盤視為狀態(tài)已經確定的子系統(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則,將有限元模型中周向環(huán)繞的葉片組等效為變參數圓柱型正交各向異性環(huán)形板,并通過理論推導和計算得到了環(huán)板模型的幾何與材料等物理參數.以航空發(fā)動機低壓渦輪葉盤模型為例,實現了葉片組的模型等效過程.結果表明,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目,為后續(xù)整體轉子系統(tǒng)的優(yōu)化設計提供了高效的葉盤建模方法.
【作者單位】： 復旦大學航空航天系;
【關鍵詞】： 振動 葉片 輪盤 轉子 模型縮聚
【基金】：國家自然科學基金項目資助項目(11572089)~~
【分類號】：TH113.1
【正文快照】： 引言燃氣發(fā)動機、葉輪發(fā)電機、空氣壓縮機以及牙科高速手機等以轉子為核心部件的旋轉機械廣泛應用于工業(yè)和民用各個領域,在經濟和生活中發(fā)揮著重要的作用.從經典的兩端簡支、帶剛性圓盤彈性轉軸的Jeffcott轉子[1],到帶多個剛性圓盤的多軸轉子系統(tǒng)[2],轉子動力學的研究長期受到

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