[发明专利]一种整圈自由叶片的失谐参数模拟方法

摘要

本发明公开一种整圈自由叶片的失谐参数模拟方法，包括：1)对整圈叶片编号；2)测量每只叶片的质量，以及叶片材料的密度，弹性模量和泊松比；3)利用静态加载法测量每只叶片的动频；4)建立单只标准叶片和轮缘部分的三维模型，统计单只叶片模型的体积，然后计算每只叶片的模拟失谐密度；5)对三维模型进行网格剖分，建立有限元模型；6)利用Muller插值法计算每只叶片的模拟失谐弹性模量；7)将模拟失谐弹性模量和模拟失谐密度作为叶片的等效失谐参数，对整圈每只叶片有限元模型的材料参数赋值，8)进行有限元数值计算，获得失谐模拟结果。本方法结合实际叶片的实验测试结果进行数值模拟，可以有效提高整圈自由叶片失谐数值计算的速度和精度。

主权项

1.一种整圈自由叶片的失谐参数模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：1)、对在叶盘上安装的整圈叶片按顺序进行编号，叶片编号分别为1,……,N，其中N为叶片总个数；2)、依次测量每只叶片的质量M_i，其中i为叶片的编号；此外测量叶片材料的标准密度ρ₀，标准弹性模量E₀和标准泊松比μ₀；3)、利用静态加载法测量每只叶片的前n阶动频F_T，其中4)、建立单只标准叶片和轮缘部分的三维模型，统计单只叶片模型的体积V，然后计算每只叶片的模拟失谐密度ρ_i，其中5)、对标准叶片的三维模型进行网格剖分，然后建立单只叶片和轮缘周期对称有限元模型；6)、利用Muller插值法计算每只叶片的模拟失谐弹性模量E_i；7)、将获得每只叶片的模拟失谐密度ρ_i和模拟失谐弹性模量E_i作为整圈叶片的等效失谐参数，对整圈模型中的每只叶片材料属性进行赋值；8)、进行整圈自由叶片有限元数值模拟，并获得整圈模型的失谐模拟结果；步骤6)具体包括以下步骤：A、对于第i只叶片，以该叶片的模拟失谐密度ρ_i作为有限元模型的密度，材料的标准泊松比μ₀作为有限元模型的泊松比，分别以E₀×(1‑10％),E₀,E₀×(1+10％)三种情况作为有限元模型的初始弹性模量；B、分别计算三种弹性模量下周期对称模型的前n阶的叶片固有动频F_C；C、计算三种弹性模量的前n阶动频的计算值F_C与测量值F_T的数值偏差，并求其动频偏差加权平方和其中F_Cj为第j阶计算动频，F_Tj为第j阶测量动频，W_j为第j阶动频的权值，取为D、以步骤C中三种弹性模量和对应的频率偏差加权平方和作为初始值，利用Muller插值法求动频偏差加权平方和Θ取最小值时对应的弹性模量E_i，该弹性模量E_i为每只叶片的模拟失谐弹性模量。