拉杆组合式多级叶盘的固有特性及振动局部化问题研究

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1、、l，，『分类号⋯⋯⋯⋯⋯．UDC密级编号⋯⋯⋯⋯⋯十-初大·粤CENTRALSOUTHUNIVERSITY硕士学位论文论文题目⋯⋯拉-枉组金式多级耻盘的凰有特性⋯⋯⋯⋯⋯及振动局部化衄题研究⋯⋯⋯学科、专业⋯⋯⋯⋯⋯捌刺耐扬幻黔⋯⋯⋯⋯⋯⋯研究生姓名⋯⋯⋯⋯⋯⋯陈一全～遮⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯导师姓名及专业技术职务⋯⋯⋯⋯⋯．蹴⋯教援⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2011年5月原创性声明删IIIIIIJllIIIIIIIIIIIIllY1915273本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论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

2、经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：隧笠汝j期：边年』月旦日关于学位论文使用授权说明本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文；学校可以根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。作者签名：嗽师期：赳年上月竺日硕七学位论文摘要现代燃气轮机转子的结构形式以拉杆转子为主，组成转子的叶盘结构具有复杂的耦合特征，其中级间接触耦

3、合对叶盘的动力学特性有着重要影响，耦合边界处理不当将导致在研究叶盘对失谐的敏感度的问题上存在偏差。本文建立了考虑级间接触耦合特征的多级叶盘系统模型，系统的研究了多级叶盘系统的固有特性和振动局部化问题。首先建立了拉杆组合式谐调多级叶盘的有限元模型，对级间耦合进行了有效地模拟，分析了级间接触耦合作用下叶盘系统的固有特性，并与以往单级叶盘的研究做对比分析，研究中发现多级叶盘系统的模态特性包含单级主导振动模态和多级耦合振动模态等复杂的模态形式，多级耦合振动说明能量在级间接触界面的广延传播。其次深入的研究了级间接触耦合对叶盘系统频率转向特性的影响规律，叶盘单级主导振动模态的频率转

4、向曲线中相对频率间隙明显增大，频率转向区的模态没有明显的汇聚集中，转向特性的这种改变使得叶盘系统对失谐的敏感度较低。然后建立了叶片刚度失谐的多级叶盘模型，研究失谐多级叶盘系统的模态局部化问题，并与单级叶盘进行比较，发现级间接触边界下失谐导致的模态局部化程度较低。最后探索性的研究了级间接触耦合对叶盘系统受迫振动响应特性的影响，分析了失谐因素引起的振动响应局部化现象。研究表明级间接触耦合作用下叶片振动幅值的放大程度大大的降低了，相邻级叶盘的振动对整体的多级叶盘结构的振动有着重要影响。’本文的研究结论一定程度上完善和发展了燃气轮机失谐叶盘系统振动局部化的基本理论，同时对于指导

5、设计人员正确的设计叶盘系统以及研制高性能燃气轮机具有重要的价值。关键词：多级叶盘，级间接触祸合，频率转向，模态局部化，失谐敏感性，受迫振动硕士学位论文ABSTRACTThestmctureofmoderngasturbineismostlyrodfasteningrotor,therotoriscombinedbybladeddisksthroughrodfastening．Bladeddiskcomponentspossesscomplexcouplingcharacteristics．Interstagecontactcouplinghasangreatimpact

6、ondynamiccharacteristicofbladeddisk，misrepresentationofdiskcouplingcanpotentiallyresultinmisguidedconclusionfromamistuningsensitivitypointofview．Inthisdissertation，thenaturalcharacteristicandvibrationlocalizationproblemsofrodcombinedmulti-disksaresystematicallyinvestigatedconsideringinte

7、rstagecoupling．Firstly,thefiniteelementmodeloftunedmultistagebladeddiskswasestablished，andinterstagecontactwaseffectivelysimulated．Themodalcharacteristicsofmultistageandsinglebladeddiskwerecompared．Theresearchshowsthatmodesofmultistagedisksincludestage-confinedmodeandstag