带冠叶盘干摩擦阻尼减振特性研究

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1、中图分类号：V231.92论文编号：102870215-S089学科分类号：082502硕士学位论文带冠叶盘干摩擦阻尼减振特性研究研究生姓名陈俊杰学科、专业航空宇航推进理论与工程研究方向结构强度与振动指导教师漆文凯副教授南京航空航天大学研究生院能源与动力学院二О一五年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofInformationScienceandTechnologyResearchonVibrationCharacteristicofShroud

2、edBladedDiskwithFrictionDamperAThesisinAerospacePropulsionTheoryandEngineeringbyChenJunjieAdvisedbyAssociateProfessorQiWenkaiSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineerMar,2015承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已

3、经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：i南京航空航天大学硕士学位论文摘要随着航空工业的发展，对发动机推重比等性能的要求越来越高。因此，发动机的涡轮前温度也越来越高，对涡轮的材料、结构等的设计需求更加重要。涡轮叶片在高温高压气流中，产生的振动易导致结构疲劳和断裂。叶片的振动可以通过干摩擦阻尼结构来抑制，叶冠、凸肩

4、、缘板等结构不但简单有效，而且效果显著。深入研究叶片及叶盘结构的振动特性，研究叶冠干摩擦阻尼结构在降低叶片共振幅值，改变叶片共振频率方面的规律，具有极其重要的理论意义和实际意义。本文运用有限元的方法，建立三维B-B(BladetoBlade)干摩擦模型，同时编制叶盘结构的振动响应分析程序。运用程序对不同叶盘结构进行理论计算，分析不同参数对带冠叶盘结构振动特性的影响规律。研究了新的干摩擦模型下，带冠叶片组及叶盘整体系统的减振特性。本文的主要工作如下：（1）在三维整体-局部统一滑动模型的基础上，将干摩擦阻尼模型从B-G(BladetoGround)模型拓展

5、到B-B(BladetoBlade)模型。（2）将干摩擦阻尼等效为平方阻尼，引入非线性因素，并推导了运用此方案时的新的等效刚度和等效阻尼，将其应用到振动响应分析程序中。（3）利用ANSYS软件的谐响应分析功能，结合VC++和APDL语言，编写了对应于不同叶片、叶盘的振动响应分析程序。对平行冠叶片组、锯齿冠叶片组及锯齿冠叶盘扇区进行算例分析，分析其干摩擦阻尼减振特性。（4）改进了实验方案，运用激光测振的方法，对45°锯齿冠叶片进行了减振实验，提高了振动响应的测量精度，并获得了45°锯齿冠叶片的干摩擦阻尼减振特性，为理论计算准备了参考依据。（5）建立了锯齿

6、冠叶盘系统的有限元模型，应用了循环对称的求解方法，同时编写了基于这种方法的振动响应分析程序，对45°锯齿冠叶盘系统进行了减振特性分析。关键词：叶片组，叶盘，双边，干摩擦阻尼，减振特性i带冠叶盘干摩擦阻尼减振特性研究ABSTRACTAlongwiththedevelopmentofaviationindustry,therequirementssuchastheratioofsagesofenginebecomehigherandhigher.Itmakesthedesignrequirementsinmaterialandstructureofengi

7、nemoreimportant.Turbinebladesworkinhightemperatureandhighpressureair,itsvibrationcancausestructurefatigueandfractureeasily.It’sagoodwaytousefrictiondampingstructuretocontroltheblades’vibration.Structuressuchasintegralshroud,shoulderandlistriumarenotonlysimple,butalsoeffective.it

8、’sveryimportantinmakingdeeperstudiesonvibration