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发动机原理_叶片振动
航空发动机强度与振动
Structural Stressing and Vibration in
Aircraft Gas Turbine Engines
第三章 叶片振动
Chapter 3 Blade Vibrations
能源与动力工程学院
School of Energy and Power Engineering
本章主要内容
3.1 基本定义和术语
3.2 无扭向等截面叶片的弯曲振动
3.3 变截面叶片弯曲振动固有特性计算
3.4 叶片的动频
3.5 叶片的共振
6/15/2014 10:57:40 PM School of Energy and Power Engineering 2
3.1 基本定义和术语
3.1.1 概述
3.1.2 叶片振动特性
振动主要参数
单个叶片振型
成组叶片振动
整体叶轮振动
6/15/2014 10:57:40 PM School of Energy and Power Engineering 3
3.1.1 概述
叶片振动和叶片振动疲劳损伤故障是发动机中较为严重
的问题;
叶片振动故障在高气动负荷下尤为突出;
叶片振动故障多为疲劳损伤;
振动种类:
强迫振动—共振(Resonance)
高循环疲劳(High Cycle Fatigue, HCF)
颤振(Flutter)
低/高循环疲劳(Low Cycle Fatigue, LCF)
旋转失速
随机振动
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3.1.1 概述
研究叶片振动,要掌握的主要内容
叶片的振动特性
外激振力特性
叶片频率(或模态)和弹性线
叶片振动响应和稳定性计算
叶片排故和防振、减振措施
实验研究方法
计算方法
解析法:本章重点,物理概念清晰
有限元法:适用范围广
6/15/2014 10:57:40 PM School of Energy and Power Engineering 5
叶片失效—实例
RB211高压3级叶片掉
块
PW4185-3 高压5级转
子叶片叶尖掉块
6/15/2014 10:57:40 PM School of Energy and Power Engineering 6
叶片失效—实例
PW4052发动机压气机叶片失效
6/15/2014 10:57:40 PM School of Energy and Power Engineering 7
3.1.2 叶片基本振动特性
振动的主要参数
振幅A :振动时叶片各截面上的质点距原平衡位置的
最大距离;
频率f :叶片每秒钟振动次数,单位Hz ,固有属性;
节线:共振时叶片截面上振幅为0 的点的连线;
振型(模态或振动形态):叶片振动形态,指叶片自
由振动或共振时各处振幅的
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