航空发动机复合材料叶片颤振的快速分析方法

【类型】会议论文

【作者】任双兴  侯磊  陈予恕. 

【会议名称】第十九届全国非线性振动暨第十六届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集

【日期】[2023

【关键词】 参考节点坐标系法 颤振分析 航空发动机叶片 复合材料板

【摘 要】近年来先进航空发动机逐渐向高负荷、高效率和高可靠性的趋势发展,充分利用复合材料的优异性能,进行复合材料叶片结构设计和参数优化,是航空发动机叶片的未来研究趋势之一。以旋转复合材料层合板为研究对象,建立了复合材料本构关系。基于参考节点坐标系法,以轮毂所在中心为参考坐标系圆心,以地面参考系为绝对参考坐标系,建立了旋转层合悬臂板结构动力学模型,利用活塞理论假设超声速气动力,并以外力形式导入结构动力学模型中。利用Newmark-Newton Raphson迭代方法求解非线性方程组得到系统的振动响应,分析了复合材料叶片参数、旋转速度和来流速度等参数对系统振动特性的影响规律,基于能量法实现了流固解耦的复合材料叶片颤振分析。研究结果表明,与基于绝对节点坐标系法相比,基于参考节点坐标系法的复合材料层合板颤振分析计算效率提高了数十倍。