变截面旋转叶片非线性动力学研究

发布时间：2025-06-26 22:31

　　随着航空领域的飞速发展,航空发动机的研究也日益进步,叶片作为航空发动机的核心部件之一,在工作中起着转换能量的作用,其质量好坏对发动机的工作效率和运行的可靠性有极大影响。航空发动机叶片工作环境较为恶劣,在高速旋转运动中承受着气动力、离心力的作用,由此而产生的振动对发动机的性能、耐久性、可靠性和寿命具有非常大的影响。叶片的非线性振动会引起叶片的疲劳、损伤甚至断裂,且叶片在恶劣的环境下容易出现问题,因此发动机叶片的研究极为重要。本文主要针对压气机叶片建立了变截面旋转叶片的动力学方程,对其非线性动力学行为进行数值模拟研究,以探究分析叶片的非线性动力学行为。本文将航空发动机叶片简化为变截面悬臂板模型,利用Hamilton原理建立高速旋转变截面板的非线性动力学行为。研究内容主要包括:(1)建立变截面旋转叶片力学模型。将叶片简化为变截面旋转板模型,其叶片宽度随着长度变化而变化。考虑叶片在旋转过程中所受的离心力、气动力、预扭转角和预安装角等因素,利用三阶剪切理论和Von Karman大变形理论建立应变位移关系,利用Hamilton原理建立高速旋转变截面板的非线性动力学方程。最后利用无量纲化和Galerk...

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1变截面叶片模型

图3f=3．558时系统的概周期现象Fig．3Quasi-periodicmotionsofsystemwhenf=3．558

动力学与控制学报2018年第16卷图2f=0．855时系统的混沌运动Fig．2Chaoticmotionofsystemwhenf=0．855图3f=3．558时系统的概周期现象Fig．3Quasi-periodicmotionsofsystemwhenf=3．558413

图4f=6时系统的倍周期运动Fig．4Periodicmotionsofsystemwhenf=6

第4期张伟等:变截面旋转叶片的非线性动力学研究图4f=6时系统的倍周期运动Fig．4Periodicmotionsofsystemwhenf=65结论将叶片简化成变截面旋转叶片模型，利用Hamilton原理建立了叶片的非线性偏微分运动控制方程．利用Galerkin方法对所得方程进....

图1-1航空发动机Fig.1-1Aero-engine

第1章绪论第1章绪论发动机是以空气为工作介质的航空动力装置，其主要工作原过进气道进入压气机,压气机以高速旋转的叶片对内涵空气由压气机进入燃烧室；燃烧室对空气进行加热,产生高温、高轮机中膨胀做功,使涡轮部件转动并带动压气机旋转继续压中流出的高温高压燃气在尾喷管中继续膨....

本文编号：4053372