叶盘结构频率转向特征及失谐敏感性实验研究

【引言】叶盘结构对小量的叶片失谐非常敏感，叶片失谐一般表现为叶片质量失谐或刚度失谐，即叶片内和叶片间的质量或刚度不是均匀分布的，而是存在着微小变化。失谐能够引起叶盘结构振动响应局部化，从而加快叶片的高周疲劳失效。以叶片模态局部化程度为衡量标准，国内外研究人员均对叶盘结构频率转向特征与失谐敏感性间的关系进行了大量的研究。谐调叶盘结构特征频率随着节径变化的轨迹线先汇聚但不交叉，然后再分离的现象，称为频率转向，这是对称结构的一种独特现象。Ｐｉｅｒｒｅ最先对失谐叶盘结构的模态局部化现象和频率转向特征进行了理论研究。Ｈｕｓｓｅｉｎ等指出在影响叶盘结构失谐敏感性的众多因素中，频率转向特性尤为重要，并对谐调叶盘结构的频率转向特征和失谐叶盘结构的失谐敏感性之间的关系进行了有限元仿真研究，定量分析了频率转向区域不同位置的失谐敏感性。Ｋｅｎｙｏｎ等研究发现，频率转向区中的系统模态高度密集。因此，在对应频率转向区域的失谐叶盘结构受迫振动响应中，会有更多的系统模态参与振动，增加了叶盘结构对失谐的敏感性。