Введение
ГЛАВА 1. Влияния расстройки параметров на динамику рабочих колес турбомашин 15
1.1. Проблема колебаний в газотурбинных двигателях 15
1.1.1. Колебание отдельных лопаток 16
1.1.2. Колебания настроенных рабочих колес 17
1.1.3. Колебания расстроенных рабочих колес 19
1.1.4. Влияние вращения на колебания рабочих колес турбомашин 19
1.2. Обзор влияния расстройки параметров на динамические характеристики рабочих колес турбомашин 20
1.3. Методы моделирования рабочих колес турбомашин с расстройкой... 27
1.3.1. Пружинно-массово-демпферная модель 28
1.3.2. Конечноэлементная модель 29
1.3.3. Статистическая модель
1.4. Анализ влияния расстройки параметров на долговечность рабочих колес турбомашин 33
1.5. Расчетно-экспериментальные методы оценки влияния расстройки параметров на характеристики колебаний рабочих колес турбомашин 36
1.6. Выводы 41
ГЛАВА 2. Моделирование расстройки рабочих колес турбомашин. применение метода конечных элементов для исследования прочности деталей турбомашин 43
2.1. Анализ свойства циклической симметрии 43
2.1.1. Анализ свойства циклической симметрии с использованием отдельных подструктур 43
2.1.2. Анализ свойства циклической симметрии с использованием целых подструктур 48
2.2. Разработка модели возбуждающих газодинамических нагрузок 50
2.3. Метод конечных элементов в динамике деформируемых тел 53
2.3.1. Основные алгоритмы метода конечных элементов 53
2.3.2. Применяемые конечные элементы 56
2.4. Применение метода конечных элементов в анализе прочности деталей турбомашин 66
2.4.1. Задачи статического напряжённо-деформированного состояния деталей турбомашин 66
2.4.2. Определение характеристик колебаний деталей турбомашин 68
2.5. Программная реализация метода конечных элементов при исследовании влияния расстройки параметров на характеристики колебания рабочих колес турбомашин 71
2.6. Моделирование расстройки рабочих колес турбомашин 74
2.6.1. Реализация расстройки 75
2.6.2. Виды растройки параметров рабочих колес 76
2.6.3. Варианты расстройки лопаток 80
2.7. Выводы 81
ГЛАВА 3. Основные методы исследования собственных колебаний рабочих колес турбомашин 83
3.1. Исследование собственных колебаний кольцевых пластин с использованием кольцевых конечных элементов 83
3.2. Метод циклической симметрии (МЦС) для исследования собственных колебаний рабочих колес 88
3.3. Метод моделирования рабочих колес на основе пружинно-массовой модели для исследования их вибрационных характеристик 95
3.3.1 Математическое моделирование рабочего колеса на основе
пружинно-массовой модели 96
3.3.2. Определение эквивалентных параметров модели 98
3.3.3. Результаты исследования 101
3.4 Исследование влияния вращения на собственные колебания рабочих
колес турбомашин 103 3.5. Программа для исследования собственных колебаний рабочих колес с
учетом влияния вращения (PISVRBD) 112
3.6. Выводы 114
ГЛАВА 4. Исследования влияния расстройки параметров на характеристики колебаний рабочих колес 116
4.1. Исследование колебаний рабочих колес с расстройкой на основе пружино-массовой модели 116
4.1.1. Моделирование расстройки рабочих колес 116
4.1.2. Математическое моделирование рабочих колес с расстройкой на базе пружинно-массовой модели 117
4.1.3. Исследование влияния расстройки на характеристики колебаний рабочих колес на основе ПММ 118
4.2. Исследование колебаний рабочих колес с расстройкой на основе моделирования уменьшенного порядка 121
4.2.1. Метод моделирования уменьшенного порядка 121
4.2.2. Математическая модель рабочих колес на основе моделирования уменыпеного порядка 1 4.2.3. Исследование колебаний рабочих колес на основе метода моделирования уменьшенного порядка 130
4.2.4. Программный комплекс для анализа влияния расстройки параметров на характеристики колебаний рабочих колес (PVROMBD)137
4.3. Экспериментальное и численное исследование для оценки влияния расстройки масс лопаток на колебания рабочих колес турбомашин 145
4.3.1. Оборудование и подготовка эксперимента 145
4.3.2. Результаты экспериментальных и численных исследований 147
4.4. Исследование влияния расстройки на собственные колебания рабочих колес с использованием свойств циклической симметрии 150
4.4.1. Исследование собственных колебаний рабочих колес без
расстройки какЦСС с порядком симметрии N/2 151
4.4.2. Исследование собственных колебаний рабочих колес с
расстройкой как ЦСС с порядком симметрии N/2 153
4.5. Выводы 156
ГЛАВА 5. Анализ влияния различных законов расстройки на характеристики колебаний реальных рабочих колес турбомашин 158
5.1. Общая схема анализа влияния расстройки параметров на характеристики колебаний реальных рабочих колес 159
5. 2. Результаты исследования 161
5.2.1. Расстройки жесткости одной лопатки 164
5.2.2. Расстройки жесткости всех лопаток, значения расстройки которых подчиняются закону нормального распределения Гаусса 166
5.3. Выводы 170
Заключение 172
Литература 175
