压气机叶片振动可靠性分析模型及试验验证

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1、中图分类号：V231论文编号：102870215-S101学科分类号：082502硕士学位论文压气机叶片振动可靠性分析模型及试验验证研究生姓名许一鸣学科、专业航空宇航推进理论与工程研究方向先进材料与结构设计技术指导教师徐颖副教授南京航空航天大学研究生院能源与动力学院二О一五年五月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofEnergyandPowerEngineerAnalysisModelandExperimen

2、talVerificationofCompressorBladeVibrationReliabilityAThesisinAerospacePropulsionTheoryandEngineeringbyXuYimingAdvisedbyAssociateProfessorXuYingSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMay,2015承诺书本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，是本人在导师指

3、导下，进行研究工作才取得的成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要压气机叶片是航空发动机中的重要部件，它能否安全可靠的工作至关重要，受到各种随机因素的影响，它的振动特性和响应往往

4、也会出现随机性，需要采用概率统计的方法对这些随机因素、振动特性和响应进行研究，即压气机叶片的振动可靠性研究；常规的确定性分析以及可靠性分析都是在确定性数学的领域进行的研究，而事物的本身是具有模糊性的，压气机叶片的振动可靠性问题亦然；同时，叶片振动可靠性研究中还存在着缺少试验研究的问题。在这样的背景下，文中开展的研究内容主要有以下几点：首先，系统地总结了叶片振动综合可靠性的研究现状与存在的问题，考虑共振与振幅过载，将压气机叶片振动综合可靠性分为压气机叶片的抗共振可靠性和抗振幅过载可靠性，采用了响应面—蒙特卡洛模拟

5、的方法，建立了压气机叶片振动综合可靠性分析模型与方法，此外，基于模糊可靠性理论，考虑到共振准则的模糊性以及振幅过载准则的模糊性，引入相应类型的隶属函数，建立了叶片振动综合模糊可靠性分析模型。开展了叶片振动可靠性的试验，根据叶片特征尺寸的分布拟合结果以及实际加工的精度限制，并基于二次回归正交组合试验设计法设计了试验点，进行叶片抗共振可靠性试验和叶片抗振幅过载可靠性试验；采用逐步检验并剔除不明显变量的回归拟合技术对试验数据进行处理，得到振动可靠性功能函数的响应面，并对它们进行了蒙特卡洛模拟，获得试验条件下的叶片振动

6、可靠性。开展了模型验证工作：可靠性数值分析结果与试验结果相吻合，验证了本文所建立的可靠性分析模型与方法的有效性；模糊可靠性数值分析结果与试验结果不仅吻合较好，且在考虑共振及振幅过载准则模糊性的情况下，计算精度优于不考虑模糊的情况。关键词：压气机叶片，振动综合可靠性，模糊可靠性，响应面—蒙特卡洛模拟，二次回归正交组合设计，可靠性试验I压气机叶片振动可靠性分析模型及试验验证ABSTRACTCompressorbladeissuchanimportantpartofaeroenginethatithastoworks

7、afelyandofhighreliability.Affectedbyvariousrandomfactors,thevibrationcharacteristicsandresponsesofcompressorbladealsoappeartoberandom.Researchingonthevibrationreliabilityofcompressorbladesmeanstostudyoftheserandomfactorsandthevibrationcharacteristicsandrespo

8、nsesofcompressorbladebyusingprobabilityandstatisticsmethods.Theroutineanalysisandreliabilityanalysisarestudiedindeterminingmathematicalfield,butthingsthemselvesarefuzzy,viceversavibrationreliabi