一种基于可调静叶周向失谐的非整阶次振动减振设计方法技术

技术编号:41347222 阅读:21 留言:0更新日期:2024-05-20 10:02
本申请提供了一种基于可调静叶周向失谐的非整阶次振动减振设计方法,属于压气机设计技术领域,包括建立多级压气机全环非定常数值仿真模型、转子叶片有限元模型,获取转子叶片第一振动应力、非整阶次振动工况下转子叶片的动频F<subgt;S</subgt;;调节部分可调静叶安装角度进行可调静叶周向失谐设计,建立非定常数值仿真模型,获取气动性能和转子叶尖不稳定气流非整数倍激励频率F<subgt;R</subgt;;重复失谐设计,直至F<subgt;R</subgt;和F<subgt;S</subgt;满足预设要求;获取可调静叶周向失谐下转子叶片的第二振动应力,若气动性能和第二振动应力满足设计要求,对可调静叶的安装角度进行相适应的改变。本申请实现了非整阶次振动减振设计,可避免可调静叶叶型的改变,具有良好实用价值和广阔应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及压气机设计,尤其涉及一种基于可调静叶周向失谐的非整阶次振动减振设计方法


技术介绍

1、先进航空发动机对压气机部件的性能要求不断提高,轻量化设计使得压气机设计气动负荷不断提高,级间采用更小的轴向间距。转子叶片在承受离心载荷的同时,还承受上下游静子尾迹和势流以及叶尖分离涡等非定常气动载荷,使得叶片振动应力增大,叶片由于流致振动导致的高周疲劳失效问题越来越突出。因此,为了保证压气机部件的安全运行,叶片的设计必须考虑兼顾气动、结构和强度性能。

2、压气机叶片的流致振动本质是不稳定流体和叶片结构耦合的气动弹性过程,压气机叶片常见的气动弹性问题主要包括强迫振动和非整阶次振动。强迫振动主要来自压气机圆周变化的气动激励,如上游叶片尾迹和叶排间势流产生的周期性非定常气动力,其特点是气流激励频率与转频呈整数倍关系。非整阶次振动主要来自转子叶尖周向不稳定流动的气流激励,由于不稳定流动本身绕转子运动,其气流激励频率与转频不同步,呈非整数倍关系,同时非整阶次振动还具有锁频锁相特征,可产生较大的振动应力,对叶片可靠性和安全性构成严重的威胁。相比强迫振动,由于周本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于可调静叶周向失谐的非整阶次振动减振设计方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的基于可调静叶周向失谐的非整阶次振动减振设计方法,其特征在于,所述建立多级压气机全环非定常数值仿真模型以及转子叶片的有限元模型,获取转子叶片的第一振动应力,包括:

3.根据权利要求1所述的基于可调静叶周向失谐的非整阶次振动减振设计方法,其特征在于,所述建立多级压气机可调静叶周向失谐的非定常数值仿真模型,获取可调静叶周向不同失谐下多级压气机气动性能和转子叶尖不稳定气流非整数倍激励频率FR,包括:

4.根据权利要求1所述的基于可调静叶周向失谐的非整阶次振动减振...

【技术特征摘要】

1.一种基于可调静叶周向失谐的非整阶次振动减振设计方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的基于可调静叶周向失谐的非整阶次振动减振设计方法,其特征在于,所述建立多级压气机全环非定常数值仿真模型以及转子叶片的有限元模型,获取转子叶片的第一振动应力,包括:

3.根据权利要求1所述的基于可调静叶周向失谐的非整阶次振动减振设计方法,其特征在于,所述建立多级压气机可调静叶周向失谐的非定常数值仿真模型,获取可调静叶周向不同失谐下多级压气机气动性能和转子叶尖不稳定气流非整数倍激励频率fr,包括:

4.根据权利要求1所述的基于可调静叶周向失谐的非整阶次振动减振设计方法,其特征在于,同一个所述扇区内的所有可调静叶安装角度均设置为偏关状态、偏开状态或原始叶片状态。

5.根据权利要求3所述的基于可调静叶周向失谐的非整阶次振动减振设计方法,其特征在于,同一个所述扇区内的不同可调静叶的安装角偏开角度不同,和/或同一个所...

【专利技术属性】
技术研发人员:程荣辉汪松柏霍嘉欣赵星曹廷云陈维苇张学宝
申请(专利权)人:中国航发四川燃气涡轮研究院
类型:发明
国别省市:

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