本论文对旋转叶盘与柔性壳体之间的行波速度不稳定性进行了分析。这种与结构接触的相互作用在某些情况下可能发生在高速涡轮机械中,例如航空发动机或压缩机,并且可以通过将转子的动能旋转到振动中,以不稳定的方式放大耦合转子-定子系统的振动。为了使涡轮机械安全运行,必须避免行波速度重合,并分析发生相关不稳定性的可能性。以前,大多数航空发动机的壳体都附有齿轮箱等附加结构。这些附件使机壳失调,从而降低了响应中的行波分量,从而使能量传递机制效率降低,降至由其他系统参数(例如阻尼和旋转部件与静止部件之间的间隙大小)定义的非临界阈值水平以下。新型航空发动机设计趋向于轴对称机壳,对于这种机壳,行波速度不稳定性的研究变得更加重要。在文献中,少数处理与叶盘接触的弹性定子的作者没有研究行波速度不稳定性的可能性,这可能是由于缺乏对现有设计的适用性,但大多数研究人员仅分析了具有刚性定子的系统。对于具有弹性转子和定子的系统,这种方法是不够的,因为包含定子动力学会导致耦合系统的临界速度数量增加。在本论文中,转子和定子被分别建模为具有线性动力学的结构。为了减少微分方程的数量,采用模态模型将计算工作量限制在相关的参与模式中。叶片盘和定子之间的接触由冲击摩擦定律建模,包括冲击损失。在转子-定子系统分析中加入壳体动力学的影响进行了分析描述,在数值模拟中进行了计算,并在实验中进行了演示。对于所研究的不稳定性,预测结果与实验结果之间取得了良好的定性一致性。数值预测和实验数据都表明存在行波速度不稳定性,并验证了所选方法。研究结果表明,行波速度不稳定性是存在的,并且它是一个潜在的安全威胁,必须通过设计或选择操作条件来避免。
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