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一种失谐叶盘最大局部化振动响应方法


技术摘要:
本发明提供一种失谐叶盘最大局部化振动响应方法,其特征在于,包括以下具体步骤:步骤1,建立失谐叶盘系统总的振动微分方程;步骤2,利用直接积分法计算整个系统的微分方程,得到失谐叶盘系统中每只叶片的振动位移响应;步骤3,通过比较每只叶片的振动位移响应,得到整  全部
背景技术:
循环对称结构在工程中广泛应用,例如汽轮机叶片轮盘、卫星天线等。理想的循环 对称结构中每个子结构都具有相同的物理特性,当结构发生振动时,振动会均匀地在整个 结构之间进行传递,不会出现振动局部化现象。但是,由于种种原因导致循环对称结构不可 避免地出现一些不对称分布的小量,这种现象在动力学中称为失谐。当循环对称结构失谐 后,结构会出现模态局部化和振动响应局部化现象,进而伴随着动应力增加,从而加速了结 构的高周疲劳。一直以来如何准确预测和怎样减小失谐结构的局部振动是研究失谐结构的 热点问题之一。 失谐叶盘的局部化振动直接关系着系统服役工况下的稳定性。目前现有的文献主 要是针对影响失谐叶盘系统振动响应局部化程度的主要影响因素研究,无法用于失谐叶盘 振动响应局部化程度的减弱。
技术实现要素:
本发明的目的是提供一种失谐叶盘最大局部化振动响应方法,能够快速有效的减 小失谐叶盘振动局部化振动响应。 本发明所采用的第一个技术方案是:一种失谐叶盘最大局部化振动响应方法,其 特征在于,包括以下具体步骤: 步骤1,建立失谐叶盘系统总的振动微分方程; 步骤2,利用直接积分法计算整个系统的微分方程,得到失谐叶盘系统中每只叶片 的振动位移响应; 步骤3,通过比较每只叶片的振动位移响应,得到整个失谐叶盘系统最大局部化振 动响应所在的叶片位置,并进行标记; 步骤4,根据步骤3确定的整个失谐叶盘系统最大局部化振动响应所在叶片的位 置,在最大局部化振动响应的叶片与其相邻叶片施加拉筋,建立能量传递通道,得到施加拉 筋后的叶盘系统,并重复步骤1~步骤2,并得到拉筋后的叶盘系统中每只叶片的稳态振动 位移响应,即减小失谐叶盘系统最大局部化振动响应。 本发明的第一个特点还在于, 步骤1中利用拉格朗日方法,依据失谐叶盘系统的集中参数模型,施加谐波激励载 荷,建立失谐叶盘系统总的振动微分方程,其具体计算公式为: 3 CN 111597497 A 说 明 书 2/4 页 式中:m为弹簧质量系统每只叶片的质量;c为每只的自身阻尼;kn1、kn2……kni等分 别是每只叶片的刚度;kc为叶片与叶片之间的耦合刚度;f1(t)、f2(t)……fN(t)等分别是每 只叶片受到的激振力;x1、x2……xN等分别是每只叶片的振动响应; 分别为每 只叶片的位移加速度; 分别是每只叶片的振动位移速度。 步骤2中失谐叶盘系统中每只叶片的振动位移响应的具体公式为: x=x1,x2…xi…xN    (2) 式中,x1,x2…xi…xN为第1、2···i和第N只叶片的稳态振动位移响应。 步骤2中的直接积分法采用4阶龙格库塔法。 步骤3中整个失谐叶盘系统最大局部化振动响应所在的叶片位置的具体公式为: L=max(x1,x2,…xi…xN)    (3) 式中,L为失谐叶盘最大振动局部化响应所处的叶片位置,x1 ,x2,…xi…xN分别是 第1、2只及第N只叶片的振动响应。 本发明的有益效果是: 本发明一种失谐叶盘最大局部化振动响应方法,利用集中参数模型计算得到整个 系统的振动响应;通过比较得到最大振动响应所在的位置;结合最大局部化的位置和叶间 耦合能量传递的关系,在最大振动响应的叶片与其相邻叶片之间施加耦合刚度,进而建立 振动局部化能量传递通道,减小失谐叶盘最大局部化程度。本发明通过确定失谐叶盘最大 局部化位置,然后施加耦合刚度来减小失谐叶盘最大局部化振动响应。 附图说明 图1是本发明一种失谐叶盘最大局部化振动响应方法中失谐叶盘系统示意图。
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