葉片流固耦合振動(dòng)分析方法研究.pdf

1、在葉輪機(jī)械中，引起葉片振動(dòng)的因素很多。其中作用在葉片上的流體擾動(dòng)力是激發(fā)振動(dòng)的最重要因素。
　　在葉片振動(dòng)過程中，一般通過分析坎貝爾圖來預(yù)測葉片工作時(shí)的共振狀態(tài)，但是在航空發(fā)動(dòng)機(jī)工作范圍內(nèi)僅僅依靠坎貝爾圖中的幾個(gè)共振點(diǎn)來判斷發(fā)動(dòng)機(jī)工作中出現(xiàn)的危險(xiǎn)狀況及共振現(xiàn)象是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，在共振點(diǎn)外的工作區(qū)域，發(fā)動(dòng)機(jī)葉片仍會(huì)有振動(dòng)現(xiàn)象，因此只能通過分析作用于葉片致使其產(chǎn)生振動(dòng)的氣體激振力才是最有效的方法，直接求解并控制葉片的振動(dòng)響應(yīng)(位移和應(yīng)力)

2、，從而分析造成葉片破壞的因素。
　　葉片周圍存在著氣體，而這些氣體力的分布情況決定著葉片振動(dòng)時(shí)的速度、位移的變化規(guī)律，然而葉片振動(dòng)過程中又會(huì)影響到葉片周圍氣體力的分布，促使流場中的結(jié)構(gòu)體發(fā)生形變。因此必須把氣體和結(jié)構(gòu)體兩個(gè)相互影響因素考慮進(jìn)去，才能準(zhǔn)確把握葉片真實(shí)振動(dòng)的細(xì)節(jié)問題。
　　本文在總結(jié)氣彈動(dòng)力學(xué)研究方法的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)研究了基于多步流固耦合下氣體激振力預(yù)測方法及以 Workbench/CFX為仿真工具，運(yùn)用多步耦合的

3、方法對(duì)平板葉片進(jìn)行了振動(dòng)響應(yīng)分析。主要具體工作內(nèi)容如下：
　　1)提出了一種流固耦合下葉片氣體激振力預(yù)測方法。以平板葉片為研究對(duì)象，對(duì)有靜子平板葉片時(shí)的轉(zhuǎn)子平板葉片、無靜子平板葉片時(shí)的轉(zhuǎn)子平板葉片以及其周圍的流體域進(jìn)行建模，來模擬尾流激振的情況，利用Workbench和CFX仿真計(jì)算軟件，進(jìn)行流固耦合的數(shù)值模擬計(jì)算，得到平板葉片表面氣動(dòng)力收斂情況下的值，根據(jù)所得氣動(dòng)力值與葉片形變的關(guān)系建立最終穩(wěn)定時(shí)尾流激振下激振力的表達(dá)式。