气流激振下叶片强迫振动响应抑制技术研究

叶片强迫振动导致的叶片高周疲劳破坏是一个长期制约发动机安全的严重问题。目前国内外使用Campbell图和Goodmen曲线来评定叶片的安全裕度，由于叶片振动模态高密集性和气动激振源的不可避免性，设计方法显现出不合理，制约了叶片的结构完整性和可靠性。本项目立足于结构力学分析需要，对三维复杂气动来流应用振荡流体力学与参数多项式方法进行简化、提取，采用稳态压力场叠加特征扰动的方法模拟气动激振力，建立叶片在复杂气流激励下的新动力响应模型。从气流的频域特性和激励点的空间分布出发研究激励力，以板壳理论为基础研究复杂结构叶片对各种气流激励载荷频域和空间分布的动力敏感性，并就气流激励下的叶片响应特性进行试验验证。获取叶片表面压力分布以及叶片结构与耦合振动中气动阻尼的关系，从而提出耦合振动抑制方法。并从激振频率、激振能量、振动应力等参数出发建立叶片强迫振动的动力设计理论与方法，提出叶片寿命的可靠性设计方法。