变弯度导叶铰接位置对风扇振动特性的影响

作     者：张晓杰 毛建兴 李洪波 刘茜 赵炎 王荣桥 胡殿印 ZHANG Xiaojie;MAO Jianxing;LI Hongbo;LIU Xi;ZHAO Yan;WANG Rongqiao;HU Dianyin

作者机构：北京航空航天大学航空发动机研究院 北京航空航天大学航空发动机结构强度北京市重点实验室 超循环气动热力前沿科学中心 中小型航空发动机联合研究中心 清华大学航天航空学院 北京航空航天大学能源与动力工程学院 

基　　金：国家自然科学基金(52205081) “两机”专项基础研究(J2019-Ⅳ-0016-0084) “两机”基础科学中心重大项目(P2022-A-Ⅲ-001-001) 中央高校基本科研业务费专项资金(501QYZX2023146001)~~ 

出 版 物：《推进技术》 (Journal of Propulsion Technology)

年 卷 期：2024年第45卷第9期

页      码：210-222页

摘      要：针对变弯度导叶尾迹激励引起的转子叶片共振，基于谐响应模态叠加法对风扇转子进行强迫振动分析，研究了不同铰接位置的变弯度导叶对风扇气动性能及其振动特性的影响。结果表明，随着铰接位置向尾缘移动，风扇转子流量、压比和效率增加，稳定裕度降低，主要影响下游转子叶根部位的进气角度。在气动激励方面，随着铰接位置后移，转子叶片表面的压力幅值增大，相位变化剧烈，通过将非定常气动力转换到模态空间中，可以看到叶片所受模态气动力在铰接位置为35%C (C为轴向弦长)的情况下达到最大值，后呈现先减小后增加的规律，这与振动响应的变化规律一致。铰接位置对所关注的高阶局部模态的气动阻尼影响较小，最大差异为0.046%。在振动响应方面，转子叶片的振动应力随铰接位置剧烈改变，且为非单调变化。在设计位置处叶片的振动应力最小，在35%C处振动应力达到设计位置的15倍。对于本文所研究的模型及工况，最优铰接位置为45%C，与仅考虑气动性能的25%C不同。因此在变弯度导叶设计时，需要考虑其对叶片振动特性的影响。

主 题 词：航空发动机 变弯度导叶 铰接位置 强迫振动 尾迹激励 气动阻尼 共振 

学科分类：082502[082502] 08[工学] 0825[工学-环境科学与工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.13675/j.cnki.tjjs.2309057

馆 藏 号：203138925...