直板叶片振动响应试验的相似关系确定方法

针对直板叶片弹性振动响应相似问题,基于板壳振动理论,根据方程分析法得到叶片振动响应相似关系,并采用ANSYS有限元软件对原型与模型进行数值仿真对比。基于振动响应的机理分析,通过相似关系得到载荷加载时间等参数,结合有限元预测系数法对模型叶片振动响应时程曲线进行校正。针对不完全几何相似关系,通过敏感性分析法确定畸变模型与原型在固有频率、加载时间以及位移等参数下的相似比。结果表明:通过相似理论结合有限元预测系数法可以提高模型时程曲线预测精度;采用敏感性分析法得到了振动响应不完全几何相似关系,解决了大时间相似比下的响应预测问题。为实际工程中大型复杂结构的相似模型设计奠定了理论基础。

离心通风机直板叶片叶轮中盘展开尺寸的计算

为了提高叶片强度,出口宽度较大的直板叶片叶轮,需要增加1个中盘。推导了中盘展开图开口尺寸的计算方法,该计算方法已在叶轮制造过程中得到验证。

直板叶片冲击振动响应试验的动力学相似设计方法

针对直板叶片受冲击载荷激励瞬态响应难以预测的问题,提出一种冲击载荷作用下的虚拟模态能量相似方法(Similitude based on virtual mode and statistical energy, SVMSE)。采用统计能量分析、虚拟模态综合法和动力学相似理论相结合的方法,推导直板叶片在冲击载荷作用下时域和频域的响应相似关系,并通过设计实例,采用数值仿真验证所提出SVMSE动力学相似设计方法的有效性和正确性,结果显示,预测的加速度时域响应基本与原型结果保持一致,冲击响应谱的预测误差小于2dB。此外,试验结果表明直板叶片的加速度时域响应与仿真结果一致,冲击响应谱在整个分析频段内误差小于6 dB。因此,SVMSE相似设计方法能够预测直板叶片的冲击响应,为航空发动机直板叶片受高频冲击载荷的模型试验研究提供理论基础。