上官博 徐自力 肖俊峰 高松 于飞龙

摘要： 在Csaba摩擦模型的基础上发展了一种能够考虑接触面摩擦运动过程中正压力随时间变化的微滑移干摩擦模型。模型将局部微滑移运动与整体宏滑移运动进行了结合，采用在每个时间迭代上逐步分析判断摩擦微元运动状态的方法来描述摩擦运动过程中的黏滞、局部微动滑移、整体宏滑移以及分离状态，能够克服Csaba摩擦模型只能描述局部微滑移摩擦力、并且正压力分布不变的不足。对单谐波和多谐波外力作用下无分离状态及存在分离状态的干摩擦力进行了模拟。计算了凸肩阻尼结构模拟叶片在复杂激励下的非线性振动响应，研究了系统参数对干摩擦阻尼减振效果的影响，为工程中研究具有干摩擦阻尼结构叶片的接触面摩擦力提供了理论依据。关键词： 转子动力学；叶片；干摩擦力； 微滑移模型； 变正压力

中图分类号： V231.96 ； TK263.3文献标志码： A文章编号： 1004-4523（2016）03-0444-08

DOI：10.16385/j.cnki.issn.10044523.2016.03.010

引言

叶片是汽轮机、燃气轮机等透平机械实现能量转换的关键部件，常因振动产生疲劳破坏而导致机组故障。由于附加干摩擦阻尼结构可以有效降低叶片的振动水平，减少叶片振动疲劳破坏，干摩擦阻尼结构在透平机械中已得到了广泛的应用，因此其摩擦减振特性的研究具有十分重要的理论意义和应用价值。常见的叶片干摩擦阻尼结构形式包括：围带、拉筋、凸肩、燕尾型叶根等等。由于干摩擦接触往往是较为复杂的非线性接触，叶片摩擦阻尼结构设计的困难主要在于如何描述接触界面的摩擦运动状态，以及更精确的计算接触面的非线性干摩擦力。……