基于哈密尔顿原理和谐波平衡法研究带冠叶片的振动特性

来源：动力工程学报杂志2020年第2期北京时间：

作者：王威涛, 南国防,

摘要：建立自带平行四边形叶冠的等截面直叶片模型来研究系统参数对叶片振动特性的影响，其中直叶片被等效为一个欧拉伯努利梁，叶冠部分被视为一个与叶顶固连的集中质量，叶冠之间碰撞的接触力则引入弹簧模型来定义。根据哈密尔顿原理推导出系统动力学方程，再采用谐波平衡法将叶冠间的压力和摩擦力转换为等效刚度和等效阻尼，得到汽轮机自带冠叶片等效后的动力学方程，通过龙格库塔法求解系统的振动响应，探讨了叶冠间隙、叶冠间摩擦因数和接触角对振动特性的影响以及系统相关非线性行为。结果表明：振幅在一定范围内随着叶冠间隙的增加而增大，而叶冠间隙对发生共振时的转速几乎没有影响；摩擦因数增大会导致振幅和共振区域减小；存在一个最佳接触角，可使减振效果处于最佳状态；叶片在有摩擦存在时的振动相对稳定。

关键词：带冠叶片,非线性振动,摩擦力,谐波平衡法,