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复合材料风扇叶片-机匣碰摩振动的数值模拟

论文摘要

基于全三维模型的复合材料风扇叶片-机匣碰摩动力学特性的数值研究。建立了复合材料三维风扇叶片-机匣实体有限元模型,考虑叶片离心刚度的影响,机匣由贝塞尔曲面拟合,风扇叶片采用3种不同铺层形式。基于该模型,在机匣二节径变形的情况下,计算了不同铺层叶片在不同转速下与机匣碰摩后的动力学响应。计算结果表明:铺层形式对叶片中、低转速下的碰摩振动形式影响较大,带有90°铺层的叶片的最高振幅及不稳定振动所在区域的转速相对较低,改变铺层形式可以对复合材料风扇叶片-机匣的碰摩动力学特性加以控制。当转速靠近由3倍频与叶片1阶模态造成的共振点附近,或由6倍频与叶片2阶模态造成的共振转速附近时,叶片与机匣的碰摩会导致非稳定振动的产生。该方法与结果对复合材料风扇叶片的碰摩动力学特性研究具有一定指导意义。

论文目录

  • 1 叶片碰摩动力学计算模型
  •   1.1 动力学方程
  •   1.2 叶片自由度缩减
  •   1.3 叶片离心刚度
  •   1.4 叶片碰摩接触力
  •     1.4.1 机匣有限元模型光顺化处理
  •     1.4.2 接触点确定
  •     1.4.3 接触力处理
  •   1.5 计算流程
  • 2 叶片、机匣模型及计算工况设置
  •   2.1 复合材料风扇叶片模型
  •   2.2 叶顶间隙分布
  •   2.3 计算工况
  • 3 计算结果及分析
  •   3.1 叶片振幅分布形式与铺层形式的关系
  •   3.2 叶片非稳定振动及叶片铺层形式的影响分析
  •     3.2.1 D12、D22、D32内的叶片非稳定振动
  •     3.2.2 D11、D21内的叶片非稳定振动
  •     3.2.3 计算发散原因分析
  • 4 结论

    • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 肖贾光毅,陈勇,欧阳华,王安正

    关键词: 叶片机匣碰摩,复合材料叶片,振动特性,有限元,非稳定振动

    来源: 航空动力学报 2019年05期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 航空航天科学与工程

    单位: 上海交通大学机械与动力工程学院,先进航空发动机协同创新中心

    分类号: V231.92

    DOI: 10.13224/j.cnki.jasp.2019.05.005

    页码: 997-1009

    总页数: 13

    文件大小: 945K

    下载量: 169

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    本文来源: https://www.lunwen66.cn/article/783ddcbf65e965b6930b6ea1.html