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带冠叶片摩擦减振特性研究

朱永新  
【摘要】: 叶片振动故障是发动机常见的故障,大约占发动机结构故障的三分之一。采用叶冠减振是目前涡轮叶片常用的控制叶片振动的方法。深入研究干摩擦阻尼器的减振机理和叶冠对叶片振动的影响规律具有重要的理论意义和工程应用价值。 本文分析了摩擦减振的机理,研究了计算干摩擦阻尼的各种模型和方法,采用文献中的试验验证了本文方法计算分析干摩擦阻尼减振特性的有效性,并对各参数对叶片振动响应的影响规律进行了分析。本文的主要工作和结论有: (1)对一维运动模型进行了研究,并采用一维运动模型计算了三叶片带冠叶片组的振动响应。一维运动模型因假设正压力恒定,仅考虑一个方向的振动,所以模型简单,并且计算单向的阻尼振动时可以取得较好的结果。通过对三叶片带冠叶片组的振动计算,发现随着叶冠接触面正压力的增大,振幅有一个先变小后变大的过程。 (2)对二维和三维运动模型进行了研究,系统地建立了用三维运动模型进行阻尼减振计算的方法,并用参考文献中的试验验证了方法的有效性。三维运动模型考虑了叶冠间正压力的变化和多个方向的振动,因而能比较全面的考虑各种影响因素对振动的影响。 (3)采用三维运动模型对三叶片带冠叶片组的振动进行了系统的计算,分析了法向接触刚度和切向接触刚度对计算结果的影响,得出了正压力、激励、激励相位差、叶冠接触角对减振效果的影响规律。计算结果表明:存在一个最佳正压力的取值范围使得减振效果比较好。叶冠接触角度变大,会使最佳正压力变小。激励变大,最佳正压力变大,而且基本与激励大小呈比例关系。激励相位差变大,最佳正压力变小。


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