摘要:
由于叶片的流固耦合特性、三维强非线性和非定常特性,使得气流激振力下的叶片振动分析仍然是当今的技术难点之一。本文基于叶栅实验及叶片设计原理,研究压气机叶片非定常气动力时空结构特性,重点分析在给定来流情况下气动力的分布形式和规律。在考虑方程统一性的前提下进行关联性的定量化建模和分析,构建基于气动力耦合的叶片动力学模型。对低转速低压压气机单个叶片表面的气动力级数形式、多项式形式的显式表达式进行推导,并且对叶片的动力学特性进行分析。叶片被简化为预扭转预安装的旋转悬臂板,在变转速和离心力条件下,考虑剪切变形,考虑弯扭耦合效应所引起的截面翘曲,利用Chebyshev-Ritz 法求出叶片板模型的动态频率,并与有限元结果进行对比。基于Reddy一阶剪切板理论和Von-Karman大变形理论,结合气动力耦合模型,应用Hamilton原理建立气动力作用下旋转叶片的非线性偏微分动力学方程,进行Galerkin二阶离散,针对离散后的常微分运动方程,分析预安装角、预扭转角、厚度和变转速对叶片振动特性的影响,并与有限元结果进行对比。研究结果表明,在低压压气机中,推导所得的气动力显式表达式具有较高的准确性。
关键词:
通讯作者信息:
电子邮件地址: