失谐叶盘结构振动问题研究新进展 被引量：19

1

作者 臧朝平 兰海强 《航空工程进展》 2011年第2期133-142,共10页

失谐叶盘结构的研究对航空发动机振动设计和提高其可靠性、完整性具有重要的意义。本文全面阐述了国内外失谐叶盘结构研究的新进展,重点对近年来研究的热点问题:建模、局部化、失谐优化与灵敏度、非线性、失谐识别、多重耦合与颤振等做... 失谐叶盘结构的研究对航空发动机振动设计和提高其可靠性、完整性具有重要的意义。本文全面阐述了国内外失谐叶盘结构研究的新进展,重点对近年来研究的热点问题:建模、局部化、失谐优化与灵敏度、非线性、失谐识别、多重耦合与颤振等做了详细的评述与讨论,综合了最新的研究方法和取得的成果,对一些新出现的重要研究方向,比如科氏力、多个部件耦合等问题进行了详细的总结,最后提出了需要进一步研究的问题。 展开更多

关键词 失谐叶盘结构 减缩有限元模型 振动局部化 失谐叶盘结构非线性 颤振

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改进的混合界面子结构模态综合法在失谐叶盘结构动态特性分析中的应用 被引量：8

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作者 白斌 白广忱 +2 位作者 费成巍 赵合阳 童晓晨 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第9期73-81,共9页

在保证精度的条件下，为了提高航空发动机动态特性分析的计算效率，针对传统混合界面子结构模态综合法（Hybrid interface substructural component modal synthesis method, HISCMSM）综合后还可能存在计算量大的问题，提出一种改进的H... 在保证精度的条件下，为了提高航空发动机动态特性分析的计算效率，针对传统混合界面子结构模态综合法（Hybrid interface substructural component modal synthesis method, HISCMSM）综合后还可能存在计算量大的问题，提出一种改进的HISCMSM。该方法将综合后的模型进一步减缩，建立了叶片＋轮盘的组合结构的参数化模型，对各个子结构建立有限元模型（Finite element model, FEM）并综合求其模态和振型。与整体结构有限元法相比，计算时间缩短23.86%～35.74%，模态偏差不大于0.49%，而传统法，其计算时间缩短14.63%～29.20%，模态偏差不超过0.57%，可见，该方法计算效率比传统法有显著提高，尤其是在高价模态求解时，计算效率提高的更加明显，同时分析了谐调与失谐叶盘结构模态位移、模态应力和模态应变能的分布，发现叶盘结构失谐后其对称性被破坏，出现了局部化现象，且随着失谐幅值的增大，振动逐渐向少数叶片集中，局部化现象越来越明显，为下一步的动态响应以及概率分析奠定了基础。 展开更多

关键词 混合界面子结构模态综合法 航空发动机 失谐叶盘结构 有限元模型 计算效率 计算精度

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失谐叶盘结构振动响应局部化实验研究 被引量：9

3

作者 廖海涛 王帅 +1 位作者 王建军 李其汉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期29-34,共6页

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... 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。 展开更多

关键词 失谐叶盘结构 振动响应局部化 最坏失谐模式 失谐跳变-响应局部化

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裂纹叶片分布对失谐叶盘结构振动特性的影响 被引量：12

4

作者 王艾伦 黄飞 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期26-28,94,共4页

基于有限元实体建模方法,建立了含穿透型裂纹的失谐叶盘结构有限元模型,揭示了两个裂纹叶片的分布情况对失谐叶盘结构振动特性的影响规律。研究表明,两个裂纹叶片的分布情况对失谐叶盘结构的基频以及模态局部化程度均有较大影响,并发现... 基于有限元实体建模方法,建立了含穿透型裂纹的失谐叶盘结构有限元模型,揭示了两个裂纹叶片的分布情况对失谐叶盘结构振动特性的影响规律。研究表明,两个裂纹叶片的分布情况对失谐叶盘结构的基频以及模态局部化程度均有较大影响,并发现当两个裂纹叶片处于相邻位置时,失谐叶盘结构的基频最小,模态局部化程度最高,且该现象在弱耦合条件下尤为突出。而离心力(转速)对含两个裂纹叶片的失谐叶盘结构振动局部化有减弱作用。 展开更多

关键词 失谐叶盘结构 基频 裂纹叶片 振动局部化

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失谐叶盘结构减振问题研究综述 被引量：4

5

作者 张亮 刘铁箭 +1 位作者 李欣 霍绪尧 《河北科技大学学报》 CAS 2016年第2期109-117,共9页

叶盘结构是航空发动机、燃气轮机的重要零部件,在工程实际中应用广泛。失谐普遍存在于叶盘结构中,并且会破坏叶盘系统原有的振动特性,是导致叶盘高周疲劳失效的原因之一,因此研究如何降低叶盘结构振动是非常有必要的。在梳理国内外相关... 叶盘结构是航空发动机、燃气轮机的重要零部件,在工程实际中应用广泛。失谐普遍存在于叶盘结构中,并且会破坏叶盘系统原有的振动特性,是导致叶盘高周疲劳失效的原因之一,因此研究如何降低叶盘结构振动是非常有必要的。在梳理国内外相关研究的基础上,介绍了叶盘结构失谐振动的机理,归纳了失谐叶盘系统减振的主要技术方法,如人为主动失谐、碰撞阻尼、摩擦阻尼、优化叶片安装排序减振等,提出了今后的一些研究方向。 展开更多

关键词 振动控制理论 失谐叶盘结构 碰撞阻尼 摩擦阻尼 优化算法

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基于近似CMS法及模态测试的失谐叶盘结构动力学特性研究

6

作者 张亮 李欣 《中国测试》 CAS 北大核心 2016年第6期117-121,共5页

为解决工作转速下失谐叶盘结构动力学特性分析计算量大的问题,提出一种近似CMS超单元法。该方法采用先预应力子结构后整体的分析方式,分析叶盘结构在工作转速下的动力学特性。通过循环对称分析法验证该方法的分析精度。采用模态测试及... 为解决工作转速下失谐叶盘结构动力学特性分析计算量大的问题,提出一种近似CMS超单元法。该方法采用先预应力子结构后整体的分析方式,分析叶盘结构在工作转速下的动力学特性。通过循环对称分析法验证该方法的分析精度。采用模态测试及有限元法识别叶片失谐参数,基于近似CMS超单元方法分析某失谐叶盘结构在工作转速下的动力学特性。结果表明:谐调叶盘结构无量纲动频相对误差最大值为3.07%,满足分析精度要求。与循环对称分析法相比,近似CMS超单元法可用于谐调或周期失谐叶盘结构在工作转速下的动力学特性分析,并且适用于任意失谐叶盘结构。 展开更多

关键词 失谐叶盘结构 CMS超单元法 子结构 模态测试 动力学特性

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失谐叶盘结构振动模态局部化研究 被引量：4

7

作者 邵帅 周柏卓 王相平 《航空发动机》 2014年第3期56-59,共4页

针对失谐叶盘结构振动特性和模态局部化特性,分别利用有限元法和子结构模态综合法进行分析。对具有12个叶片模拟叶盘结构的振动特性和振动模态局部化特性进行研究,包括失谐形式对模态局部化的影响和模态密度对失谐敏感性的影响,并利用... 针对失谐叶盘结构振动特性和模态局部化特性,分别利用有限元法和子结构模态综合法进行分析。对具有12个叶片模拟叶盘结构的振动特性和振动模态局部化特性进行研究,包括失谐形式对模态局部化的影响和模态密度对失谐敏感性的影响,并利用应变能和模态局部化因子的概念对模态局部化现象进行定量描述。研究表明:子结构模态综合法能满足叶盘结构振动模态特性的计算精度要求,并能节省大量的计算时间;失谐形式和模态密度对模态局部化程度有显著影响。 展开更多

关键词 振动特性 振动局部化 失谐叶盘结构 模态密度 模态综合法

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随机失谐叶盘结构失谐特性分析 被引量：19

8

作者 廖海涛 王建军 李其汉 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期160-168,共9页

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... 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. 展开更多

关键词 失谐叶盘结构 最大幅值放大系数 最坏失谐模式 失谐跳变-局部化现象

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失谐叶盘结构振动模态局部化实验 被引量：7

9

作者 廖海涛 王建军 +1 位作者 王帅 李其汉 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1847-1854,共8页

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... 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. 展开更多

关键词 失谐叶盘结构 振动模态局部化 最坏失谐模式 失谐跳变-模态局部化现象

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改进的混合界面子结构模态综合法在失谐叶盘结构模态分析中的应用 被引量：4

10

作者 白斌 白广忱 +2 位作者 费成巍 赵合阳 童晓晨 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期178-184,205,共8页

在保证精度的条件下,为了提高航空发动机模态分析的计算效率,针对传统混合界面子结构模态综合法由于综合后还可能存在计算量大的问题,提出一种改进的混合界面子结构模态综合法。该方法将综合后的模型进一步减缩,同时在减缩过程中引入位... 在保证精度的条件下,为了提高航空发动机模态分析的计算效率,针对传统混合界面子结构模态综合法由于综合后还可能存在计算量大的问题,提出一种改进的混合界面子结构模态综合法。该方法将综合后的模型进一步减缩,同时在减缩过程中引入位移和力的双协调条件,保证了计算的准确性。采用该方法建立了叶片-轮盘的组合结构的参数化模型,对各个子结构建立有限元模型并综合求其模态,与整体结构有限元法相比,计算时间缩短了23.86%~35.74%,模态偏差不大于0.57%,而传统法,其计算时间缩短了14.63%~29.20%,模态偏差不超过0.49%,可见,在相同的工作环境且保证精度的条件下,该方法计算效率比传统混合界面子结构模态综合法有显著提高,尤其是在高阶模态求解时,计算效率提高的更加明显,为下一步的振动响应及组合结构的动态特性研究奠定了基础。 展开更多

关键词 混合界面子结构模态综合法 航空发动机 失谐叶盘结构 有限元模型 计算效率 计算精度

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多级叶盘结构随机失谐响应特性分析 被引量：5

11

作者 廖海涛 王建军 李其汉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2011年第3期22-29,共8页

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... 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。 展开更多

关键词 失谐多级叶盘结构 最大幅值放大系数 最坏失谐模式 失谐跳变-局部化现象

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失谐叶盘振动模态局部化定量描述方法 被引量：22

12

作者 王建军 于长波 +1 位作者 姚建尧 李其汉 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期457-461,473,共6页

基于实际叶盘结构失谐振动模态局部化的基本特性和物理含义,提出了三种模态振型局部化程度三定量描述方法,并利用这三种模态局部化因子进行了典型叶盘结构失谐振动模态局部化程度的定量确定。讨论了典型叶盘结构失谐振动模态特性。分析... 基于实际叶盘结构失谐振动模态局部化的基本特性和物理含义,提出了三种模态振型局部化程度三定量描述方法,并利用这三种模态局部化因子进行了典型叶盘结构失谐振动模态局部化程度的定量确定。讨论了典型叶盘结构失谐振动模态特性。分析说明和实例计算表明,相应的局部化因子计算过程简单、物理意义明确,可以有效定量确定实际叶盘结构的叶片失谐导致振动模态产生局部化的程度。 展开更多

关键词 失谐叶盘结构 振动模态局部化 三种模态局部化因子

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