转子叶片气弹稳定性与强迫响应分析

摘要：

针对由叶轮机械转子叶片流致振动引起的叶片高循环疲劳失效的突出问题,采用数值模拟方法对叶片流致振动特性进行预测分析.常见的流致振动问题包括气弹稳定性和强迫响应,分别以压气机和高压涡轮转子叶片为例给出了气弹稳定性和强迫振动响应的分析方法及其流程.对于压气机叶片,采用能量法和特征值法进行了气弹稳定性计算.结果表明:气弹稳定性结果相互吻合,在高阶模态下的气动阻尼比在低阶模态下的更小,根据振型特征确定危险点位于叶尖近前缘和近尾缘部位,在该部位可能导致叶片掉角;对于高压涡轮叶片,分析了其强迫振动响应特征.结果表明:叶片非定常气动激励主要来源于上游导叶,在设计状态下其频率距离转子叶片第5阶模态频率较近,并对危险模态阶次的共振应力进行分析,在0.14％阻尼下振动应力最大可达134 MPa.

关键词：转子叶片;气弹稳定性;强迫振动响应;能量法;特征值法;非定常气动激励;振动应力

所属期刊栏目：47

分类号：V231(航空发动机（推进系统）)

资助基金：国家科技重大专项2017-IV-0002-0039

在线出版日期：2021-08-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：82-90