失谐叶片-轮盘结构系统振动局部化问题的研究进展

对近２０年来国内外关于失谐叶片－轮盘结构系统振动局部化问题研究的进展进行了较为详细的评述和讨论，文中首先说明了振动局部化问题的基本概念，然后对失谐叶片－轮盘结构系统模态局部化和动态响应局部化在分析模型、求解方法及其基本性质和规律等方面的研究进展进行了较为全面的评述，最后提出了今后应深入研究的问题．

失谐叶片-轮盘结构振动模态局部化问题的研究

该文对失谐叶片-轮盘结构系统的振动模态局部化问题进行了分析研究。将叶片模拟为固定在轮盘上的悬臂梁结构,采用Hamilton变分原理和Galerkin方法,导出了结构系统的运动方程表达式。将运动方程化为状态方程,求解本征值问题获得结构系统的特征向量解。作为算例,计算了一个具有16个叶片的叶片-轮盘结构系统的模态振型,得到了失谐结构的局部化的振动模态,同时分析了叶片的失谐量、轮盘的转速以及围带的位置半径对叶片振动 模态局部化的影响。失谐叶片-轮盘结构中存在振动模态的局部化现象,无量纲转速对振动模态局部化有很大影响,局部化程度随着叶片失谐量的增加而增强。

失谐叶片-轮盘结构振动局部化的分析模型

叶片-轮盘结构失谐导致结构振动局部化和周期性丧失,使结构分析和研究过程对结构振动的分析模型提出了特殊的要求。对失谐叶片-轮盘结构分析模型的类型和特点进行了详细讨论。主要包括经典的分析模型,如集中参数模型、分布参数模型和有限元模型;传递函数模型,如直接传递函数模型和减缩传递函数模型;模态参数模型,如选择模态基模型、约束界面模态基模型和复合约束模态基模型等。最后提出了今后应深入研究的问题。

直线型失谐周期结构中局部化现象的研究进程和现状

周期结构在工程中有很多应用实例。失谐可使周期结构的力学特性产生本质变化,产生振动局部化现象。局部化破坏了周期结构模态的规则性,在外激励下会使结构某些部位的响应幅值过大,产生能量积聚,甚至导致结构发生疲劳破坏,因此,分析失谐周期结构中振动和能量的传播方式与规律,具有重要的理论与实际意义。现主要针对失谐周期结构中的结构动力特性及直线型失谐周期结构的一些研究现状做一些概要的介绍。

失谐叶盘结构振动响应局部化实验研究

基于作者提出的预测失谐叶盘结构最大失谐幅值放大系数及最坏失谐模式的方法,利用搭建的行波激励实验系统,针对典型的整体叶盘结构模型试件进行了失谐振动响应局部化实验。首先通过有限元仿真确定失谐叶盘振动响应局部化实验所需的最坏失谐模式,然后经过数据采集与后处理得到行波激励下失谐叶盘结构的强迫响应,通过实验验证了失谐跳变-强迫响应局部化现象,实验结果与理论分析取得较好一致性。

多级叶盘结构随机失谐响应特性分析

为研究多级叶盘结构最大失谐强迫响应幅值及最坏失谐模式,通过设置失谐变量为优化变量,提出了运用遗传算法和序列二次规划混合方法确定最大的失谐强迫响应幅值及最坏失谐模式的通用方法。针对典型三自由度扇区单级和耦合两级叶盘结构集中参数模型计算了相应谐调系统叶片刚度失谐时的最大失谐幅值放大系数及最坏失谐模式,揭示了失谐跳变-局部化现象,通过算例说明在失谐跳变的叶片位置,叶片出现了强烈的振动响应局部化,构建了与振动响应局部化直接关联的表达因素。运用提出的方法分析了三自由度扇区单级叶盘集中参数模型谐调系统叶片刚度失谐时的敏感度特性,研究表明,随着失谐强度的增加,最大幅值放大系数逐渐增大,并在失谐强度上界处取得极值,并没有所谓的失谐"阈值"现象。

失谐叶盘结构振动模态局部化实验

基于实际叶盘结构失谐振动模态局部化能量集中的物理特性,以及基于优化方法提出了确定失谐叶盘结构最坏状态模态局部化的方法.通过数值算例表明,该方法可以有效定量确定失谐叶盘结构最坏情形模态局部化,发现失谐跳变模态局部化现象.利用搭建的失谐叶盘模态局部化实验系统,针对典型的整体叶盘结构模型试件进行了失谐振动模态局部化实验,通过实验验证了失谐跳变模态局部化现象,实验测量与理论计算结果得到了较好的相互印证.

随机失谐叶盘结构失谐特性分析

为研究失谐叶盘结构最大的强迫响应幅值及最坏失谐模式,提出了运用遗传算法和序列二次规划混合优化方法确定失谐叶片最大的幅值放大系数及相应最坏失谐模式的通用方法.揭示了失谐跳变-局部化现象,构建了与振动响应局部化直接关联的表达因素.失谐敏感度分析表明,失谐叶片最大的幅值放大系数随失谐强度的增加而增大,并在失谐强度上界处取得极值,并没有所谓的失谐"阈值"现象.