叶盘振动失谐敏感性与频率转向特性内在关系研究

叶盘结构频率转向现象是叶片模态与轮盘模态间相互耦合的结果,它直接影响着叶盘结构受迫振动响应对叶片失谐的敏感性。笔者基于真实叶盘结构的有限元模型,针对不同的叶片刚度失谐,分析了谐调叶盘、失谐叶盘受迫振动响应中各叶片的最大振动能量及叶片振动能量分布的局部化程度,研究了叶盘结构频率转向曲线上的不同位置、激振力频率及叶盘受迫振动响应对叶片失谐的敏感性三者之间的内在关系。研究结果表明,当激振力频率在频率转向点附近时,叶盘受迫振动响应对叶片失谐最敏感。最后,笔者给出了频率转向曲线上的不同位置与叶盘振动对叶片失谐敏感性强弱间的对应关系图。

叶盘结构频率转向特征及失谐敏感性实验研究

搭建了用于失谐叶盘结构固有特性及失谐敏感性研究的实验平台,对谐调叶盘结构的频率转向现象进行了实验研究,验证了以往理论分析和有限元仿真中发现的频率转向特征和模态振型转换现象;通过在叶尖粘贴不同的质量块,模拟了三种典型的叶片失谐形式,实验研究了失谐叶盘结构的模态局部化问题;针对同一叶片失谐形式下不同的模态密度区域,实验研究了模态密度对失谐敏感性的影响规律。实验结果与有限元实验仿真结果吻合较好。

循环对称结构模态对失谐的敏感性研究

循环对称结构模态会因失谐而产生严重的局部化现象,并导致结构振动响应幅值增大。笔者基于循环对称结构的集中参数模型,利用模态局部化程度的量化分析法,以及Monte Carlo统计法,仿真分析了循环对称结构模态对随机失谐的敏感性,研究总结了系统参数,特别是失谐强度和耦合强度对循环对称结构模态局部化程度的影响规律。

叶盘结构频率转向特征的量化分析研究

研究叶盘结构频率转向的曲线特征,是预测叶盘结构的失谐敏感性及振动局部化程度的重要前提。文章基于叶盘系统的集中参数模型,分析了频率转向曲线特征参数(频率曲线转向处曲率、频率曲线斜率、两频率曲线转向处最小距离)与叶盘系统结构参数(耦合刚度,轮盘质量)之间的内在联系,仿真研究了频率转向曲线特征参数随叶盘系统结构参数的变化规律。研究结果表明:频率曲线转向处曲率越大(或斜率越大),系统失谐敏感性越大;频率转向曲线间隙处附近的系统模态局部化变化剧烈,该区域模态对结构失谐非常敏感。