论文摘要：关于气动激励的设计研究

流体诱导结构振动现象广泛存在于航空发动机中，影响着整体结构的可靠性。随着技术的发展，为追求更高的推重比，现代航空发动机的叶盘结构中盘片刚度趋同，整体叶盘结构阻尼水平降低，流场激励环境极为复杂，因而叶盘结构流致振动问题更加突出。对叶盘结构的流致振动问题的研究，其中一个关键点就是对流体激励的研究。

本文首先总结了之前研究者的成果，明确了叶盘结构的共振条件，该共振条件不仅解释了激励频率与叶盘模态固有频率之间的关系，更解释了激励谐波阶次与叶盘受到的激励空间节径数之间的关系。并且以此给出了叶盘结构共振的判别方法。

对于流体激励的研究，本文着眼于分析复杂转静干涉流场中激励的频率成分、空间谐波成分。在对三维非定常转静干涉流场进行计算与分析的基础上，研究了不同静子分布形式下转静干涉流场对叶盘结构激励的特征。

对于设计转静干涉流场，以避免叶盘结构因流体诱导激振而发生共振的问题上，本文的研究主要分为如下两个部分：第一部分探究了叶盘结构所受激励特征与转子、静子周期数之间的关系。并结合工程实际应用，给出了一种简便的，适合工程应用的以叶盘结构ZZENF图为基础，从而避免叶盘结构共振的静子周期数的选取方法。第二部分是对于非谐调静子布置形式，探讨了多个扇区、多种叶片数目的非谐方式以及不同扇区排列方式对叶盘结构尾流激励特征的影响。总结出通过非谐设计来达到改善叶盘结构振动的适用性：非对称静子非谐形式可用于避开共振阶次并降低尾流激励幅值，但由于极易引发新的共振，故须谨慎采用；而非均匀非谐静子形式在改善叶盘结构流致振动，降低共振响应幅值方面有较大潜力。

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