叶片随机失谐与叶盘结构共振特性分析

叶片随机失谐对叶盘动力特性具有重要影响,导致叶盘系统模态局部化和受迫响应的急剧增大.文章针对叶片随机失谐,利用Monte Carlo分析方法,研究失谐叶盘结构模态局部化特性以及不同系统频率下的共振响应特性.随机失谐分布采用质量失谐和刚度失谐两种形式,着重分析其对叶片占优系统模态族的局部化程度、相应失谐共振响应及其最大振幅放大因子的影响规律.研究结果表明,失谐对叶盘低阶弯曲模态族的局部化程度影响最大,对应的最大振幅放大因子也相应较大.     

叶盘结构受迫振动响应特性和主动失谐技术实验研究

文章开展了失谐叶盘结构受迫振动响应特性及叶片主动失谐技术的实验研究.基于12叶片谐调叶盘结构的叶尖质量调节方法,分别实现了两组典型的叶片随机失谐形式和两组典型的叶片主动失谐形式,在叶片根部施加行波激振力,对随机失谐叶盘结构的受迫响应振动局部化进行了实验研究,并初步验证了叶片主动失谐技术对随机失谐的抑制能力;总结了失谐对叶盘结构受迫振动响应特性的影响规律,实验结果与有限元仿真结果吻合较好.     

叶盘结构频率转向特征的量化分析研究

研究叶盘结构频率转向的曲线特征,是预测叶盘结构的失谐敏感性及振动局部化程度的重要前提。文章基于叶盘系统的集中参数模型,分析了频率转向曲线特征参数(频率曲线转向处曲率、频率曲线斜率、两频率曲线转向处最小距离)与叶盘系统结构参数(耦合刚度,轮盘质量)之间的内在联系,仿真研究了频率转向曲线特征参数随叶盘系统结构参数的变化规律。研究结果表明:频率曲线转向处曲率越大(或斜率越大),系统失谐敏感性越大;频率转向曲线间隙处附近的系统模态局部化变化剧烈,该区域模态对结构失谐非常敏感。     

航空发动机叶片“频率转向”特性研究

针对航空发动机叶片的结构和运行特点,基于薄板弯曲理论,采用梁函数组合法推导了在变转速状态下悬臂板频率和振型的解析解一般表达式,研究了叶片在离心力作用下的"频率转向"特性和模态振型的变化规律,分析叶片展弦比对"频率转向"特性和模态振型的影响规律,较为详细地讨论了在"动频交叉点"叶片的模态振型.仿真结果表明,在叶片的动频曲线相交点处,相同厚度、相同长度的叶片,展弦比较大叶片的动频曲线交点对应的转速和频率较大;孤立的弯曲模态、扭转模态不会与其它模态耦合而导致频率转向.     

激振力阶次对整体叶盘振动影响分析

基于叶片-轮盘结构的集中质量整体模型,研究不同激振力阶次对循环结构整体叶盘的受迫振动影响.根据机械振动计算与分析方法,建立循环对称结构的整体叶盘振动方程,并应用MATLAB软件对不同激振力阶次下的循环对称结构整体叶盘进行数值模拟,绘制循环对称结构整体叶盘在各激振力阶次下的叶片受迫振动响应特性曲线.结果表明：在叶盘模型所设定的叶片数量、耦合强度、阻尼比条件下,改变激振力阶次对循环对称结构整体叶盘的共振频率产生较小的影响,不同激振力阶次下的共振区间没有发生较大的变化;激振力阶次由低阶向高阶递增,使循环对称结构整体叶盘的振幅依次递减.     

考虑失谐的星载天线结构振动预测控制

为了研究失谐星载天线结构的振动控制,建立了星载天线结构的有限元计算模型;并对结构失谐前后的动力学特性进行了分析;采用预测控制方法,针对失谐前后的结构进行了振动控制,并与二次线性最优控制(LQR)方法的振动抑制效果进行了对比.仿真结果表明:弱耦合星载天线结构参数的微小失谐会导致结构振动产生明显的模态局部化;在由失谐导致模型失配时,预测控制方法对结构振动亦有较好的抑制,而LQR控制方法则引入了激振;在进行此种结构的振动主动控制时必须考虑到结构失谐的影响.     

汽轮机末级叶片动力特性的有限元计算

以国产600MW汽轮机末级1029mm叶片为研究对象,分析汽轮机叶片的动力特性。首先,建立汽轮机叶片的实体模型和有限元模型。以结构动力学和刚体动力学基本方程为理论基础,将叶片简化根部完全固定的悬臂梁结构。通过大型有限元软件ANSYS Workbench计算出末级叶片在静止状态和不同转速下的前6阶模态频率和振型,得出模态频率随转速的变化曲线。同时,对叶片进行频率响应分析,得到了激振力作用下叶片的振动位移和应力分布。     

风力机塔架-叶片耦合结构与单个叶片模态参数对比研究

存在的大多数叶片的动力学模型忽略了塔架和叶片的耦合作用,为了保证风力机叶片在过大风载下具有足够的结构稳定性,文中建立了5 MW风力机塔架-叶片耦合结构的整体模型,提出了塔架-叶片耦合结构的动力学方程,基于不同结构的固有频率和振型参数,分析了风力机塔架-叶片的耦合作用对叶片结构振动的影响。分析结果表明：塔架-叶片耦合结构的主要模态频率相比单个叶片的主要模态频率要小55%～84%;耦合结构和单个叶片的前4阶振型性态相同。     

斜拉桥的拉索破坏及其对结构动力特性的影响

文章先讨论了拉索破坏的原因,选取一座典型的短跨、塔梁墩固结的拉桥作为工作背景,计算了２３种破坏情况,初步讨论了拉索破坏对斜拉桥动力特性的影响．     

结构尺寸随机变异对叶片频率的影响

采用基于摄动技术的随机有限元方法推导了旋转叶片的随机有限元方程,并给出了固有频率对结构尺寸的灵敏度公式,为概率意义下叶片结构尺寸随机变异对叶片频率的影响提供了分析方法。最后以一实验台叶片为算例,详细研究了叶片结构尺寸分别处理为随机变量和随机场时,叶片静动频率对叶片结构尺寸的灵敏度,为叶片的设计、加工、运行提供了理论指导。