(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111322737.1 (22)申请日 2021.11.09 (71)申请人 北京航空航天大 学 地址 100083 北京市海淀区学院路37号 (72)发明人 魏大盛　石霖　王延荣　蒋向华　 高世民　 (74)专利代理 机构 北京市广友专利事务所有限 责任公司 1 1237 代理人 张仲波 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 高压涡轮叶片缘板阻尼器减振特性分析方 法 (57)摘要 本发明公开了一种高压涡轮叶片缘板阻尼 器减振特性 分析方法， 属于发动机减振结构设计 技术领域。 所述方法包括： 根据高压涡轮叶片模 型， 选取阻尼器的安装位置范围； 选取危险模态 下阻尼器安装位置模态振幅 的监测点； 选取危险 模态下模态应力幅值的监测点； 计算各接触面的 正压力范围； 设计一定的减振参数， 计算叶盘模 态动能与阻尼器摩擦耗能， 得到该减振参数下不 同振动应力对应的阻尼比； 确定临界振动应力与 峰值阻尼比等参数， 并以此评价缘板阻尼器能否 满足稳定工作要求。 相较于其他阻尼器减振分析 方法， 本发明不需要进行非线性响应计算， 缩短 了计算阻尼比所需时间， 提高了 计算效率。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 114154363 A 2022.03.08 CN 114154363 A 1.一种高压涡轮叶片缘板阻尼器减 振特性分析 方法， 其特 征在于， 包括： 步骤1： 根据高压涡轮 叶片模型， 选取缘板阻尼器的安装位置、 模态振动幅值的监测点 及模态应力幅值的监测点； 步骤2： 选取叶盘振动应力范围； 步骤3： 通过有限元法计算高压涡轮扇区不同转速下的模态， 由计算所得模态画出对应 的Campbel l图， 找出其可能存在共 振的各转速下危险模态； 步骤4： 假定缘板阻尼器质量为M， 旋转半径为R， 高压涡轮叶片转速为N， 接触角为θ， 摩 擦系数为 μ； 步骤5： 选定进行分析的模态， 根据假设所得的缘板阻尼器质量M、 旋转半径R、 高压涡轮 叶片转速N及接触角 θ， 分别得到缘板阻尼器直接触面和斜接触面的正压力； 步骤6： 根据缘板阻尼器直接触面和斜接触面的正压力、 摩擦系数， 估算阻尼器切向接 触刚度， 计算 缘板阻尼器开始 滑移的临界振幅； 步骤7： 在叶盘振动应力范围内， 给定叶盘最大振动应力即模态应力幅值监测点的振动 应力σ， 利用模态分析得到的模态振动幅值的监测点与模态应力幅值的监测点Amodal和 σmodal， 根据模态参 数与振动参 数等比例转 换关系 得到相对运动幅值A及振动动 能 步骤8： 计算阻尼器接触面的摩擦耗能； 步骤9： 通过得到的摩擦耗能与有限元分析所得的扇区振动动能， 计算缘板阻尼器阻尼 比随振动应力变化的关系即缘板阻尼器减 振特性； 步骤10： 通过选取不同缘板阻尼器减振参数， 重复步骤4～9， 得到不同危险模态下高压 涡轮缘板阻尼器减振结构的阻尼特性， 包括临界振动应力与峰值阻尼比， 经过比较得到满 足叶片减振要求的缘板阻尼 器质量在内的各减振参数并判断该情况下缘板阻尼 器能否稳 定工作。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述步骤1中， 选取振动幅值的监测点为叶 盘缘板阻尼器安装位置， 模态应力幅值的监测点 为叶盘模态振动应力最大处。 3.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述步骤1还包括： 确定计算振动幅值所需 的计算模型为宏滑动模型， 和/或， 计算模态特 征所需的仿真方法为有限元法。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述步骤5 中， 缘板阻尼器直接触面和斜接 触面的正压力的计 算方法为： 其中CF为缘 板阻尼器离心力， Nz为直接触面 正压力， Nx为斜接触面 正压力。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述步骤6 中， 缘板阻尼器开始滑移的临界 振幅的计算方法为： μ为摩擦系数， N 为接触正压力， kd为阻尼器切向接触刚度。 6.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述步骤8中， 当相对位移幅值不大于临界 振幅时， 即A≤Acr， 接触面不产生相对滑动， 非线性摩 擦力不做功， 摩 擦耗能为Wf＝0； 当相对 位移幅值大于临界振幅时， 即A>Acr， 摩擦耗能为 Wf＝4 μN(A‑Acr)。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114154363 A 27.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 所述步骤9中， 根据能量法计算得到相应振 动应力下的阻尼比： 权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114154363 A 3