考虑榫头榫槽配合参数旋转叶片的动态特性分析

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• 论文作者：李朝峰 ; 彭昀
• 年：2016
• 作者机构：东北大学机械工程与自动化学院;
• 论文关键词：榫头榫槽 ; 结构参数 ; 配合参数 ; 接触 ; 动态特性
• 会议召开时间：2016-05-06
• 会议录名称：第十届动力学与控制学术会议摘要集
• 语种：中文
• 分类号：V232.4
• 学会代码：AGLU
• 会议名称：第十届动力学与控制学术会议
• 会议地点：中国四川成都
• 主办单位：中国力学学会动力学与控制专业委员会
• 学会名称：中国力学学会
• 页数：2
• 文件大小：767k
• 原文格式：D
• 会议级别：全国

摘要

叶片轮盘之间采用"榫头榫槽"进行连接的装配结构广泛用于航空发动机之中,由于轮盘的刚度较大,以往对叶片进行振动特性分析时,通常将旋转叶片视为根部"固支"的悬臂结构,对其进行动态特性分析。但在实际工程当中,由于配合参数、加工误差、磨损等对榫头榫槽连接结构的影响,容易导致叶片动态特性的差异。本文采用有限元法建立榫头榫槽连接叶盘的三维实体模型,通过对比文献中直榫接触面上接触压力分布情况验证了模型的有效性。采用面面接触来模拟榫头榫槽在叶盘工作时的受力情况,通过有限元软件的计算,得到接触面应力随转速的变化情况,然后对叶片进行固有特性分析,通过叶片的Campbell图及外载荷影响下叶片的瞬态响应分析不同配合方式、不同摩擦系数和结构参数对叶片动态特性的影响。预期研究如下内容:(1)榫头榫槽过盈量对旋转叶片固有特性的影响规律。分析发现:考虑过盈配合时,在低转速情况下,改变过盈量,对叶片的动态特性影响较大,而高转速情况下,改变过盈量,叶片的动态特性变化较小。(2)榫头榫槽摩擦系数对旋转叶片固有特性的影响规律。分析发现:考虑摩擦系数时,在转速较低时,不同摩擦系数的固有频率值差别较小,随着转速的增大固有频率差别越来越大;(3)轮盘-叶片榫接与固定连接对旋转叶片固有特性的影响规律。分析发现:轮盘-叶片榫接模型求得的叶片固有频率值与轮盘-叶片固定连接时求得的固有频率值之间存在一定差异。因此针对盘片建模时应该考虑榫接的情况,使得计算结果更准确。(4)在气动载荷激励下,榫接叶盘结构振动响应规律。根据所建立的榫头榫槽装配模型,考虑不同的配合方式、摩擦系数及一些结构参数来研究叶盘配合参数对旋转叶片的振动响应规律。

引文