基于接觸狀態(tài)分析的葉冠阻尼評(píng)估與改進(jìn)設(shè)計(jì)

洪 杰 楊 鑫 陳璐璐 張大義

(北京航空航天大學(xué) 能源與動(dòng)力工程學(xué)院，北京100191)

葉片屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的重要件或關(guān)鍵件，是發(fā)動(dòng)機(jī)易出故障的零件，尤其是渦輪轉(zhuǎn)子葉片.發(fā)動(dòng)機(jī)在整個(gè)工作包線內(nèi)工作時(shí)，葉片完全不發(fā)生共振是不可能的，只有通過(guò)合理設(shè)計(jì)和裝配控制保證在主要工作狀態(tài)下不發(fā)生足以引起高循環(huán)疲勞破壞的有害共振.因此，目前在大多數(shù)現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的低壓渦輪采用了帶冠葉片［1］，其中鋸齒形葉冠由于工作間隙易于控制，阻尼效果較好，得到了廣泛應(yīng)用［2］.

在葉冠設(shè)計(jì)中，過(guò)去一直沿用預(yù)扭設(shè)計(jì)方法［3－5］，忽略葉冠工作面具體接觸狀態(tài)，以主要的力學(xué)參數(shù)，分析帶冠葉片的整體動(dòng)力學(xué)特性.這種方法適用于初步設(shè)計(jì)階段，根據(jù)整體力學(xué)性能要求，快速選定葉冠結(jié)構(gòu)參數(shù)，但難以詳細(xì)地反映出葉冠接觸面的工作狀態(tài)，當(dāng)接觸面接觸應(yīng)力過(guò)大時(shí)，計(jì)算結(jié)果不夠準(zhǔn)確.此外，對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)參數(shù)下的葉冠結(jié)構(gòu)無(wú)法進(jìn)行準(zhǔn)確的阻尼評(píng)估，進(jìn)而更難以對(duì)不滿足要求的葉冠結(jié)構(gòu)提出具體的改進(jìn)設(shè)計(jì)方法.

本文提出基于接觸狀態(tài)的鋸齒形葉冠阻尼設(shè)計(jì)方法，并針對(duì)某型帶冠渦輪葉片進(jìn)行了阻尼評(píng)估與改進(jìn)設(shè)計(jì).從計(jì)算分析過(guò)程中可以看到，接觸狀態(tài)的提出為分析葉冠阻尼和設(shè)計(jì)葉冠結(jié)構(gòu)提供了新的途徑和方法，能夠更清楚、直觀、準(zhǔn)確地體現(xiàn)葉冠工作過(guò)程中的實(shí)際接觸情況和受力狀態(tài).

1 基于接觸狀態(tài)的設(shè)計(jì)方法

1.1 接觸狀態(tài)含義概述

接觸狀態(tài)包括接觸形式和接觸參數(shù).

接觸形式指葉冠工作過(guò)程中具體的接觸方式，包括:張開(kāi)、準(zhǔn)接觸、滑移和粘滯，其中準(zhǔn)接觸指接觸對(duì)之間只有熱量的傳遞而沒(méi)有力的傳遞.這4種接觸形式中只有滑移和粘滯能夠產(chǎn)生阻尼效果.接觸參數(shù)包括:接觸正壓力、接觸摩擦力和滑移位移，以及由這3個(gè)參數(shù)所影響的接觸剛度和接觸應(yīng)力.

接觸正壓力是保證葉冠“緊接觸”的直接參數(shù)，也是影響葉冠強(qiáng)度壽命的重要因素.接觸正壓力和接觸面積決定了接觸應(yīng)力.接觸應(yīng)力的分布和大小，會(huì)影響葉冠的阻尼和強(qiáng)度壽命.在葉冠設(shè)計(jì)中要避免較大的接觸正壓力作用在較小的接觸面積上而造成局部應(yīng)力過(guò)大，對(duì)葉冠造成磨損嚴(yán)重甚至損壞.

摩擦力和滑移位移決定了葉冠滑動(dòng)摩擦的阻尼效果，是影響葉冠摩擦損耗的關(guān)鍵參數(shù).在葉冠阻尼設(shè)計(jì)中，應(yīng)在保證葉冠滿足阻尼減振要求的前提下，盡量降低磨損率.

接觸剛度直接影響著接觸面之間的摩擦力以及接觸面之間接觸狀態(tài)的轉(zhuǎn)換條件，從而影響干摩擦阻尼器的減振效果及葉片的動(dòng)力特性.對(duì)于帶冠葉片，還影響葉片的共振頻率，要求各工況下接觸剛度應(yīng)基本保持恒定.

1.2 設(shè)計(jì)方法和流程

影響接觸狀態(tài)的因素為葉冠的幾何參數(shù)如嚙合角、預(yù)扭角、裝配緊度、弦寬尺寸等，通過(guò)選定合適的接觸狀態(tài)，即可間接的設(shè)計(jì)出合理的葉冠結(jié)構(gòu)尺寸.葉冠的上述幾個(gè)重要幾何參數(shù)是相互關(guān)聯(lián)的，其中嚙合角一旦確定，就主要決定了葉冠的接觸形式;而預(yù)扭角、裝配緊度、弦寬尺寸等更主要是決定葉冠的接觸參數(shù).在設(shè)計(jì)時(shí)需綜合考慮以上設(shè)計(jì)參數(shù)的影響，具體方法如下:

1)根據(jù)有關(guān)規(guī)范和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，選取葉冠幾何參數(shù)，滿足以下要求:①選擇葉冠嚙合角.一般要求葉冠接觸面在葉片的“振動(dòng)平面內(nèi)”，即保證嚙合角與葉片一彎振動(dòng)方向呈10°左右的夾角.②選擇鋸齒冠接觸面的接觸應(yīng)力.該值在發(fā)動(dòng)機(jī)主要的工作狀態(tài)應(yīng)滿足有關(guān)規(guī)范的要求，不能大于葉片材料允許的擠壓應(yīng)力，并留有足夠的裕度.③根據(jù)接觸面的接觸應(yīng)力、葉片靜強(qiáng)度工作條件，確定葉冠最大允許的裝配緊度和預(yù)扭角，此時(shí)應(yīng)考慮溫度影響，并考慮主要的工作狀態(tài).④預(yù)扭后，葉冠形狀發(fā)生變化，但必須包容葉片的頂部葉型，葉冠重心與葉片的頂部葉型截面重心盡可能重合.⑤滿足發(fā)動(dòng)機(jī)氣動(dòng)性能要求.⑥結(jié)構(gòu)緊湊，細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)合理.

2)對(duì)初步設(shè)計(jì)的葉冠進(jìn)行接觸狀態(tài)的計(jì)算，分析接觸形式的構(gòu)成方式是否適合于葉冠阻尼減振.①嚙合角與葉冠運(yùn)動(dòng)軌跡是否一致.考慮到葉冠運(yùn)動(dòng)軌跡的多樣性，以及弦寬的敏感程度，嚙合面與葉片旋轉(zhuǎn)方向交角取25°～40°為宜.②接觸面積是否合理.為避免葉冠由于接觸面積過(guò)小造成的局部接觸應(yīng)力過(guò)大和磨損嚴(yán)重的問(wèn)題，一般要求工作狀態(tài)下實(shí)際接觸面積大于葉冠工作面總面積的50%左右.③接觸形式構(gòu)成是否有利于葉冠阻尼效果和磨損的控制.在保證較大實(shí)際接觸面的前提下，接觸形式以滑移為主，利于發(fā)揮葉冠的阻尼效果，并占有一定面積的粘滯形式，有利于控制滑移區(qū)域的磨損程度和利于對(duì)高階模態(tài)的減振.接觸形式不滿足要求時(shí)，需適當(dāng)調(diào)整嚙合角.

3)接觸形式滿足要求后，分析接觸參數(shù)是否滿足要求:①接觸摩擦力和滑移位移不宜過(guò)大，避免磨損過(guò)大造成的葉冠阻尼失效.②接觸應(yīng)力不宜過(guò)小(一般平均應(yīng)力大于20 MPa)，保證葉冠緊接觸;同時(shí)又要小于葉冠材料的強(qiáng)度極限.③當(dāng)接觸參數(shù)不能滿足要求時(shí)，適當(dāng)調(diào)整葉冠預(yù)扭角和裝配緊度(或調(diào)整葉冠弦寬尺寸).

4)葉冠的尺寸基本確定后，計(jì)算氣流激勵(lì)下葉片的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，求得主要應(yīng)力考核點(diǎn)的振動(dòng)應(yīng)力.一般來(lái)講，嚙合面緊度或弦寬尺寸減小，接觸形式逐漸轉(zhuǎn)向滑移狀態(tài)，接觸剛度逐漸降低，有利于葉冠的低頻阻尼性能，但同時(shí)磨損程度加大.需要同時(shí)權(quán)衡各項(xiàng)指標(biāo).

5)根據(jù)葉片基體材料的性質(zhì)、外場(chǎng)使用中葉冠可能產(chǎn)生的磨損情況，以及修理工藝的要求等，確定葉冠嚙合面耐磨層的設(shè)置方式(如堆焊、噴涂或釬焊等)，并根據(jù)耐磨層的設(shè)置方式的不同給出合適的涂焊層厚度.

6)對(duì)設(shè)計(jì)的葉冠結(jié)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證(振動(dòng)特性試驗(yàn)和動(dòng)應(yīng)力測(cè)量等).

經(jīng)過(guò)以上步驟，可以設(shè)計(jì)出基本滿足阻尼減振要求的葉冠結(jié)構(gòu)，再經(jīng)過(guò)參數(shù)改進(jìn)即可得到最后結(jié)構(gòu).具體的設(shè)計(jì)流程見(jiàn)圖1所示.

圖1 基于接觸狀態(tài)的葉冠設(shè)計(jì)流程

2 帶冠渦輪葉片阻尼評(píng)估

為了更清楚的表征這種方法的特點(diǎn)，針對(duì)某真實(shí)帶冠渦輪葉片按照設(shè)計(jì)流程進(jìn)行阻尼評(píng)估和改進(jìn)設(shè)計(jì).某發(fā)動(dòng)機(jī)低壓渦輪盤(pán)、葉片的結(jié)構(gòu)如圖2所示.共有75個(gè)葉片，葉片和盤(pán)之間用樅樹(shù)形榫頭連接.葉冠弦寬30.5 mm，嚙合角度65°.

圖2 帶冠渦輪葉片結(jié)構(gòu)

根據(jù)設(shè)計(jì)流程，從接觸狀態(tài)，動(dòng)力特性和動(dòng)力響應(yīng)三方面綜合評(píng)價(jià)葉冠的阻尼性能和磨損情況，從而判定葉冠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性.

2.1 葉冠接觸狀態(tài)評(píng)估

低壓渦輪共有75個(gè)葉片，在結(jié)構(gòu)形式上滿足循環(huán)對(duì)稱(chēng)條件，建立低壓渦輪盤(pán)片系統(tǒng)一個(gè)基本扇區(qū)的有限元模型，采用波傳播技術(shù)對(duì)其進(jìn)行計(jì)算分析.選取整體葉盤(pán)的1/75來(lái)建立有限元模型如圖3所示.采用 SOLID185單元，共生成了10622個(gè)節(jié)點(diǎn)，15944個(gè)單元.葉冠如圖3所示進(jìn)行處理，接觸面處定義接觸單元.在盤(pán)的中心孔施加周向位移約束和軸向位移約束.

圖3 基本扇區(qū)有限元模型及葉冠周期化處理

計(jì)算額定工況旋轉(zhuǎn)穩(wěn)態(tài)下的接觸形式和接觸參數(shù)，取中間葉冠計(jì)算結(jié)果，分析接觸狀態(tài)是否利于葉冠阻尼作用發(fā)揮，接觸參數(shù)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1，接觸形式和接觸應(yīng)力分布如圖4所示.

表1 接觸狀態(tài)計(jì)算結(jié)果

根據(jù)計(jì)算結(jié)果分析:

1)工作狀態(tài)下，葉冠工作面僅在底部具有小面積的滑移區(qū)域.從接觸參數(shù)的計(jì)算結(jié)果分析，葉冠的接觸載荷較大.由于接觸面積較小，導(dǎo)致初始工作階段接觸應(yīng)力較高.

2)接觸形式基本為滑移狀態(tài)，有利于葉冠產(chǎn)生較好的阻尼效果，但隨著工作時(shí)間的增長(zhǎng)，葉冠在較短的時(shí)間后就會(huì)由于磨損嚴(yán)重導(dǎo)致緊度減小，影響阻尼效果.

2.2 葉片動(dòng)力特性評(píng)估

一般動(dòng)力特性分析，采用繪制Campbell圖的方法進(jìn)行危險(xiǎn)點(diǎn)的查找，計(jì)算時(shí)葉冠通常為自由狀態(tài).但由于葉冠的約束作用，一般會(huì)使葉片的低階頻率上升，因此為了使分析準(zhǔn)確，需要考慮接觸剛度對(duì)動(dòng)力特性的影響.分別計(jì)算葉冠自由和約束狀態(tài)下葉片的動(dòng)力特性并進(jìn)行比較，考察接觸剛度對(duì)葉片動(dòng)力特性的影響規(guī)律.

葉冠自由狀態(tài)下動(dòng)力特性計(jì)算有限元模型如圖5所示.采用solid45單元，共12564個(gè)單元.根據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制Campbell圖，如圖6所示.

圖5 葉冠自由時(shí)動(dòng)力特性計(jì)算有限元計(jì)算模型

圖6 葉冠自由時(shí)Campbell圖

從計(jì)算結(jié)果分析，葉片低階頻率值隨轉(zhuǎn)速變化基本保持恒定.在工作轉(zhuǎn)速內(nèi)，葉片2，3，4階均有危險(xiǎn)點(diǎn)存在，因此要求葉冠結(jié)構(gòu)在低頻段能夠發(fā)揮良好的阻尼效果.

計(jì)算約束狀態(tài)下葉片動(dòng)力特性.在葉冠工作面采用具有一定剛度的彈簧彈元對(duì)葉冠接觸面法向和切向施加約束，模擬葉冠工作時(shí)相鄰葉片接觸，如圖7所示.剛度根據(jù)接觸狀態(tài)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行賦值.根據(jù)計(jì)算結(jié)果，繪制Campbell圖，見(jiàn)圖8.

圖7 葉冠約束有限元模型

圖8 葉冠約束時(shí)Campbell圖

考慮了葉冠接觸面的接觸剛度，葉片的動(dòng)力特性發(fā)生變化，低階頻率線隨轉(zhuǎn)速升高波動(dòng)幅度較大，由于頻率上升，3階，4階振動(dòng)危險(xiǎn)點(diǎn)消失，但可以看到1階，2階振動(dòng)已然存在危險(xiǎn)頻率，因此葉冠能否起到良好的阻尼作用對(duì)葉片的性能和可靠性尤為重要.

對(duì)于葉片高階模態(tài)振動(dòng)，主要為葉身的局部振動(dòng)，葉冠的約束作用不明顯，因此隨著模態(tài)階數(shù)的升高，頻率與葉冠自由時(shí)基本相同.

通過(guò)計(jì)算接觸剛度并采用約束有限元模型進(jìn)行動(dòng)力特性計(jì)算，修正了傳統(tǒng)的Campbell圖共振分析，使動(dòng)力特性計(jì)算結(jié)果更準(zhǔn)確.

2.3 葉片動(dòng)力響應(yīng)評(píng)估

由于葉冠的阻尼作用主要體現(xiàn)在低頻段，因此根據(jù)動(dòng)力特性計(jì)算結(jié)果，選定葉片前2階共振頻率為研究對(duì)象進(jìn)行非線性動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算，分析葉冠對(duì)各階模態(tài)的減振效果.

如何計(jì)算和處理振動(dòng)過(guò)程中葉冠工作面的摩擦力，是振動(dòng)響應(yīng)計(jì)算準(zhǔn)確的重要保障.本文計(jì)算中采用諧波平衡法和軌跡跟蹤法進(jìn)行時(shí)域內(nèi)摩擦力求解，并在求解過(guò)程中考慮了接觸面的接觸狀態(tài)和接觸剛度;通過(guò)時(shí)頻轉(zhuǎn)換法［6－8］，將時(shí)域內(nèi)的摩擦力計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換到頻域下，并施加于葉冠兩側(cè)，結(jié)合分布激振力一同進(jìn)行穩(wěn)態(tài)響應(yīng)計(jì)算［9－10］.非線性響應(yīng)計(jì)算流程如圖9所示.

圖9 非線性響應(yīng)計(jì)算流程

為模擬氣流激振力，加載方式如圖10所示，沿葉片徑向在葉身前后緣共選取16個(gè)激振點(diǎn)，每點(diǎn)激振力振幅為0.4 N.

圖10 分布激振力

通過(guò)時(shí)頻轉(zhuǎn)換法得到的頻域下摩擦力計(jì)算結(jié)果如圖11所示.

圖11 摩擦力計(jì)算頻域解

考慮摩擦力的葉片前2階振動(dòng)非線性響應(yīng)計(jì)算結(jié)果如圖12所示.

圖12 葉片1，2階振動(dòng)應(yīng)力計(jì)算結(jié)果

從計(jì)算結(jié)果對(duì)比分析:

1)前兩階振動(dòng)振型分別為周向一彎振動(dòng)和軸向一彎振動(dòng).葉冠嚙合角為65°，在結(jié)構(gòu)上較為適合葉冠軸向運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的減振.對(duì)于第1階振動(dòng)雖然葉冠嚙合角限制其阻尼作用的發(fā)揮，但由于接觸形式為適于低階減振的滑移形式，因此阻尼效果尚可.

2)對(duì)于葉片的第2階振動(dòng)葉冠，此時(shí)葉冠在合適的嚙合角度、合理的接觸形式共同作用下，阻尼效果得到充分發(fā)揮.

3)從前2階的振動(dòng)應(yīng)力計(jì)算結(jié)果總體評(píng)價(jià)，葉冠表現(xiàn)出較好的減振效果，但在接觸狀態(tài)的評(píng)估中已經(jīng)指出，葉冠會(huì)由于磨損嚴(yán)重，短時(shí)間阻尼效果會(huì)大幅度下降.因此，需要進(jìn)行葉冠的改進(jìn)設(shè)計(jì).

3 葉冠阻尼改進(jìn)設(shè)計(jì)

根據(jù)所提出的基于接觸狀態(tài)的葉冠設(shè)計(jì)方法和流程，葉冠的改進(jìn)設(shè)計(jì)應(yīng)該首先確定嚙合角，從而確定接觸形式.在評(píng)估分析中看到，葉冠由于嚙合角較大，葉冠不利于周向運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的減振;并且由于緊度過(guò)大，接觸應(yīng)力較高，葉冠的磨損情況較為嚴(yán)重.考慮到嚙合角對(duì)葉冠各種運(yùn)動(dòng)姿態(tài)的適應(yīng)性和弦寬變化的敏感度，嚙合角取值范圍一般為25°～40°為宜，因此確定將嚙合角初步調(diào)整為30°.

嚙合角確定的前提下，再調(diào)整弦寬.減小弦寬，可以增大接觸形式中滑移所占比例，并且降低葉冠之間的緊度，但由于要保證葉冠的緊接觸狀態(tài)，弦寬不能無(wú)限制減小，因此采用逐漸減小弦寬的方法進(jìn)行驗(yàn)證設(shè)計(jì)，計(jì)算接觸狀態(tài)和振動(dòng)響應(yīng)，綜合判斷最優(yōu)結(jié)構(gòu).

3.1 接觸狀態(tài)改進(jìn)設(shè)計(jì)

分別計(jì)算 31.92 mm，31.58 mm，31.28 mm，30.92 mm 4種弦寬(預(yù)扭角相差1°)，額定工況下的接觸形式及接觸參數(shù).接觸參數(shù)和接觸剛度計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2，接觸形式和接觸應(yīng)力計(jì)算結(jié)果如圖13所示.

表2 不同弦寬葉冠接觸參數(shù)

從計(jì)算結(jié)果分析，隨弦寬減小接觸狀態(tài)變化具有以下特點(diǎn):①葉冠接觸面接觸總面積基本沒(méi)有變化，其中滑移區(qū)域所占的比例逐漸增大，到達(dá)改進(jìn)的預(yù)期效果.②緊度下降，葉冠的接觸正壓力也隨之減小.滑動(dòng)摩擦力和滑動(dòng)位移增大，有利于使葉冠滑動(dòng)阻尼增大，改善了葉冠對(duì)低頻振動(dòng)抑制的效果.③接觸剛度逐漸降低，利于葉冠工作狀態(tài)下接觸狀態(tài)的轉(zhuǎn)化.并且由于剛度下降，葉冠接觸表面能夠承受更大的彈性變形，利于減小葉冠的磨損.

圖13 不同弦寬接觸形式和接觸應(yīng)力計(jì)算結(jié)果

將關(guān)鍵參數(shù)隨弦寬的變化關(guān)系繪制曲線進(jìn)行分析.接觸剛度變化曲線如圖14所示.

圖14 接觸剛度變化曲線

隨著弦寬逐漸減小，接觸剛度也隨之減小，變化的幅度逐漸增大.由于接觸剛度影響葉片工作狀態(tài)下的動(dòng)力特性，因此在接觸狀態(tài)設(shè)計(jì)理論中要求在各工況下，接觸剛度基本保持穩(wěn)定.并且葉冠由于磨損，弦寬會(huì)逐漸減小，因此弦寬選擇應(yīng)在31.28 ～31.58 mm 區(qū)間內(nèi)較為合適.

接觸正壓力隨弦寬變化曲線如圖15所示.

圖15 接觸正壓力變化曲線

由于所選擇嚙合角為30°，弦寬敏感度較低，在弦寬變化的范圍內(nèi)，接觸正壓力基本保持不變.接觸正壓力下降雖然有利于使葉冠的滑動(dòng)趨勢(shì)增大，但需要考慮由于緊度下降造成葉冠不能保證“緊接觸”工作狀態(tài)的情況，以及由于接觸應(yīng)力下降幅度過(guò)大所導(dǎo)致的阻尼效果的降低.因此，對(duì)于弦寬的選擇還需要從動(dòng)力響應(yīng)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行綜合考慮.

3.2 動(dòng)力響應(yīng)改進(jìn)設(shè)計(jì)

采用同樣的激振方式，計(jì)算不同弦寬葉冠結(jié)構(gòu)的非線性振動(dòng)響應(yīng)，繪制前4階模態(tài)最大應(yīng)力點(diǎn)振動(dòng)應(yīng)力變化曲線，如圖16所示.

從計(jì)算結(jié)果分析，弦寬減小能夠改善葉冠對(duì)低階模態(tài)振動(dòng)的減振效果，但同時(shí)也會(huì)帶來(lái)緊度的減小，平均接觸應(yīng)力降低.弦寬降低到一定程度，緊度不足會(huì)導(dǎo)致阻尼效果下降，振動(dòng)應(yīng)力又會(huì)升高.根據(jù)圖16分析，弦寬在31.28 mm處各階振動(dòng)應(yīng)力達(dá)到最小，即此時(shí)葉冠阻尼效果在所采用的4種弦寬中最優(yōu).

圖16 振動(dòng)應(yīng)力變化曲線

弦寬在30.92～31.28 mm區(qū)間內(nèi)變化時(shí)，振動(dòng)應(yīng)力變化較為劇烈，而在31.28～31.92 mm區(qū)間內(nèi)變化時(shí)，變化較為平穩(wěn).將弦寬設(shè)計(jì)在此范圍內(nèi)，隨著葉冠的磨損，仍然可以保證葉冠的阻尼效果.綜合考察接觸狀態(tài)和響應(yīng)計(jì)算結(jié)果，對(duì)于此結(jié)構(gòu)建議弦寬選擇在31.28～31.58 mm區(qū)間內(nèi)，根據(jù)涂層選擇和葉冠的壽命可具體調(diào)整接觸參數(shù)，進(jìn)而確定尺寸結(jié)構(gòu).

4 結(jié)論

應(yīng)用基于接觸狀態(tài)的葉冠阻尼設(shè)計(jì)理論，通過(guò)對(duì)葉片的接觸狀態(tài)、動(dòng)力特性和振動(dòng)響應(yīng)的綜合評(píng)估分析，找出葉冠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不足之處，并根據(jù)所提出的設(shè)計(jì)理論指出合理的改進(jìn)方向和具體的改進(jìn)措施:通過(guò)首先改進(jìn)嚙合角，再逐漸減小弦寬的設(shè)計(jì)方法，找到弦寬的改進(jìn)值區(qū)間.在改進(jìn)弦寬下，葉冠的接觸狀態(tài)及動(dòng)力響應(yīng)得到一定的改善，并找到弦寬變化對(duì)動(dòng)力響應(yīng)影響的不敏感帶，即葉冠穩(wěn)定工作范圍.

基于接觸狀態(tài)的葉冠阻尼設(shè)計(jì)技術(shù)能夠詳細(xì)、準(zhǔn)確、合理的評(píng)估現(xiàn)有設(shè)計(jì)參數(shù)下葉冠結(jié)構(gòu)的阻尼效果，并能夠根據(jù)接觸狀態(tài)的影響規(guī)律對(duì)葉冠的改進(jìn)設(shè)計(jì)指明方向并提出具體措施.這樣不但使設(shè)計(jì)人員清楚、直觀的認(rèn)識(shí)葉冠的實(shí)際工作情況，更能節(jié)省葉冠結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)的時(shí)間和工作量，避免盲目的改變結(jié)構(gòu).通過(guò)對(duì)實(shí)際葉冠的阻尼評(píng)估和改進(jìn)設(shè)計(jì)，驗(yàn)證了基于接觸狀態(tài)的葉冠設(shè)計(jì)技術(shù)的正確性與便捷性.

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