转子叶片在声波激振作用下的谐响应数值仿真分析-论文.pdf

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1、第27卷第2期湖南理工学院学报(自然科学版)VOI．27NO．22014年6月JournalofHunanInstituteofScienceandTechnology(NaturalSciences)Jun．2014转子叶片在声波激振作用下的谐响应数值仿真分析周杨，李克安1,2陈岭，肖婷婷(1．长沙理亡大学汽车与机械工程学院，长沙410004；2．湖南理工学院机械工程学院，湖南岳阳414006)摘要：基于有限元理论的预应力谐响应分析方法，利用有限元分析软件ANSYS对转子叶片进行数值仿真分析，探讨当激振声频一

2、定时，声强与转子叶片应力响应之间的关系曲线，以及当声强一定时，激振声频与叶片应力响应之间的关系曲线．通过谐响应数值仿真分析可知，当作用在转子叶片上的声强到达l50dB，且声波激振频率在750Hz左右时，转子叶片产生明显的共振现象，叶片的应力明显增大．在设计转子叶片的工况时，应该采取相应的措施以避免在此处产生共振，提高转子叶片寿命，以及安全性能．关键词：声波激励；固有频率；共振；波动方程；谐响应分析中图分类号：V231．96文献标识码：A文章编号：1672．5298(2014)020054．04HarmonicR

3、esponseNumericalSimulationAnalysisofRotorBladeundertheAcousticExcitationZHOUYang，LIKe—an，CHENLing，XIAOTing．ting(1．SchoolofAutomobileandMechanicEngineering，ChangshaUniversityofScienceandTechnology,Changsha410004，China；2．CollegeofMechanicalEngineering，HunanIns

4、tituteofScienceandTechnology,Yueyang414006，China)Abstraet：Inthispaper,bytheharmonicresponseanalysismethodwithprestressedofthetheoryoffiniteelement．usingthefiniteelementanalysisSOflwareANSYS13．0haveasimulationanalysistorotorblade．whenthefrequencyofacousticexc

5、itationkeepaconstants，thecorverelationshipbetweenthevalueofacousticintensityandstressresponseoftherotorblade，andwhenthevalueofacousticintensitykeepaconstants．therelationshipofCHIVebetweenthefrequencyofacousticexcitationandstressresponseoftherotorblade．Bythes

6、imulationanalysisoftheharmonicresponseshowsthat．whenthevalueofacousticintensityactingontherotorbladeshasbeenreached150dB．andwhenthevalueofthefrequencyofacousticexcitationabout750Hz．thee插ctofstressontherotorbladesiSincreasedsignificantly．Inthedesignoftherotor

7、bladeworkcondition．someappropriatemeasuresshouldbetakentoavoidthephenomenonofresonancehere，SOthatitcanbeimprovethelifeoftherotorblades，andsafetyperformance．Keywords：acousticexcitmion；naturalfrequency；resonance：waveequation；harmonicanalysis引言压气机转子部件一直是近年来提高发动

8、机性能的主要研究对象，尤其是高压压气机的转子叶片，因为其容易受到复杂载荷的激励作用而产生受迫振动，进而引发叶片的振动疲劳破坏．国内外对压气机转子叶片所受载荷响应的研究，主要集中在关于转子叶片机械激励以及气动激励响应的研究，而对于转子叶片受到声波激励及多载荷相互之间耦合激励响应的研究还不够完善，因此对转子叶片进行声波激励振动仿真分析具有重要的工程实际意义．1转子叶片的有限元理论分析1．1