李经，侯磊，黄修长

1海军驻中国舰船研究设计中心军事代表室，湖北武汉430064

2上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240

空间不均匀流场诱发螺旋桨振动的实验研究

李经1，侯磊1，黄修长2

1海军驻中国舰船研究设计中心军事代表室，湖北武汉430064

2上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240

［目的］为获得空间不均匀流场诱发的螺旋桨振动随其固有频率的变化关系，进行实验研究。［方法］实验获得两种几何外形相同而材料不同的七叶大侧斜螺旋桨在不同工况下的动应变。实验中的空间非均匀流场由螺旋桨上游400 mm处布置的4阶或6阶尾流窗产生。在尾流窗下游100 mm处布置激光多普勒测试系统，测得流场的轴向速度分布。利用贴在桨叶不同位置的应变片测试系统测得桨叶振动应变。［结果］获得了桨叶振动随螺旋桨转速与尾流窗变化的规律，在均匀来流条件、4阶和6阶不均匀来流条件下，动应变频谱的最大峰值分别出现在轴频、4倍轴频和6倍轴频处。明确了非均匀流场激励下桨叶固有模态对其振动响应的影响，当6倍轴频激励力的频率与塑料桨的固有频率一致时发生共振，桨叶振动的幅度最大。［结论］本研究表明设计人员设计螺旋桨时，除关注其水动力性能外，应考虑其固有频率的影响。

空间不均匀流场；螺旋桨振动；实验；动应变；固有频率

0 引 言

1 试验装置

空间不均匀流场诱发的螺旋桨桨叶振动在上海交通大学重力式水洞中进行。图1所示为动应变实验的总体布置图，其中包括水洞试验段、轴系、尾流窗、模型螺旋桨、数据采集仪等。……