机械工程学报

作者：赵峻林, 乔百杰, 罗现强, 符顺国, 程昊, 王亚南, 陈雪峰

单位：1. 西安交通大学机械工程学院 西安 710049;2. 西安交通大学航空动力系统与等离子体技术全国重点实验室 西安 710061;3. 中国航空发动机有限公司四川燃气涡轮研究院 成都 610500;4. 北京强度环境研究所 北京 100076

关键词：航空发动机叶片,多模态耦合共振,动应力分析,单传感器,应力场重构；

基金：国家自然科学基金(52075414)、国家科技重大专项(2017-V-0009)和北京强度环境研究所委托课题资助项目。

针对叶片发生多模态共振时最大应力点在时域和空域分布不固定的问题，开展基于单传感器测量的多模态叶片动应力场预测方法研究。首先，推导叶片多模态耦合振动解析表达式，获得多模态振动特征；其次，通过有限元模态分析提取叶片模态频率、振型，确定各阶模态参与量；最后，开展振动台叶片多模态激励试验，采用激光位移传感器作为单传感器测点采集叶尖振动位移响应，从中解耦提取多模态振动参数，计算预测叶片全场动应力的时空变化规律，并采用四个应变片监测点作为参照，对比验证计算结果。结果表明：不同模态参与情况下，预测的叶根中点、边缘和叶身中心点动应变均与实测结果高度吻合，相对误差均小于9%，同时指出多模态叶片动应力场和最大应力点的变化规律，验证了方法的有效性。

来源：2024年第16期

《机械工程学报》期刊编辑部

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