為了減輕航空發(fā)動機的重量,提高發(fā)動機的推進效率,許多航空發(fā)動機都采用了整體葉盤結(jié)構(gòu)。整體葉盤結(jié)構(gòu)由轉(zhuǎn)子的輪盤和葉片共同構(gòu)成,一體成型,為一個整體結(jié)構(gòu)。由于輪盤變得更薄,輪盤的剛度也明顯減小,這會導(dǎo)致葉盤結(jié)構(gòu)的大幅度振動,這些非線性振動進而會給航空發(fā)動機的正常運行帶來很大的威脅。本文集中研究了某壓氣機整體葉盤在變轉(zhuǎn)速和超聲速氣流下的非線性耦合振動。首先,利用CFD和FEM軟件對真實幾何參數(shù)建模的整體葉盤模型進行耦合振動特性分析,此分析同時考慮了氣動載荷和離心力的影響。根據(jù)所得到的共振坎貝爾圖,得到了整體葉盤最危險的振型階次,也就是第四階振型,由盤的扭轉(zhuǎn)和葉片的第一階彎曲振動構(gòu)成。因此,基于此階振型,建立了整體葉盤的集總質(zhì)量和彈簧形式的動力學(xué)模型。模型的準(zhǔn)確性通過與有限元模擬得出的共振頻率進行對比得到了驗證。此模型同時考慮了諸多因素,包括葉片的非線性彈性,葉片受到的氣動尾流激勵,離心力以及擾動轉(zhuǎn)速。然后,通過哈密頓原理和動力學(xué)離散,得到了整體葉盤的非線性微分控制方程。由于整體葉盤的輪盤和葉片振動頻率的比例為1:1,所以對整體葉盤的1:1內(nèi)共振下的特性進行了分析。通過多尺度方法得到了集總參數(shù)... 

【文章來源】：北京工業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：81 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

發(fā)動機剖視圖

氣機及風(fēng)扇的工作葉片（即轉(zhuǎn)子葉片）均用其葉身輪盤輪緣的榫槽中，再用鎖緊裝置將葉片鎖定與輪發(fā)動機結(jié)構(gòu)設(shè)計方面，出現(xiàn)了一種稱之為“整體葉盤，它是將工作葉片和輪盤作為一體，省去了連接用化[1-2]。整體葉盤結(jié)構(gòu)，即將葉片和盤采用一定的焊塊材料上加工出葉片和盤的葉盤結(jié)構(gòu)，在簡化傳統(tǒng)上降低了榫頭氣流損失,提升了氣動效率。整體葉盤率高，結(jié)實，可靠性高等特點[3]。將葉片與輪盤作不需加工出安裝葉片的榫槽，因而輪緣的徑向尺寸量減輕。例如，F(xiàn)414 發(fā)動機中的第二，三級風(fēng)扇轉(zhuǎn)重量減輕 20.43kg，轉(zhuǎn)子重量減輕后，將會對整臺發(fā)14 發(fā)動機與其原型機 F404 相比，推重比有 7.5 提高出，采用整體葉盤結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的葉片輪盤結(jié)構(gòu)相比用金屬基復(fù)合材料（MMC）的整體葉環(huán)（Bling），

需加工出安裝葉片的榫槽，因而輪緣的徑向尺減輕。例如，F(xiàn)414 發(fā)動機中的第二，三級風(fēng)扇量減輕 20.43kg，轉(zhuǎn)子重量減輕后，將會對整臺 發(fā)動機與其原型機 F404 相比，推重比有 7.5 提，采用整體葉盤結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的葉片輪盤結(jié)構(gòu)相比金屬基復(fù)合材料（MMC）的整體葉環(huán)（Bling）圖 1-2 整體葉盤Fig.1-2 Blisk

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：2980869