杜大华，黄道琼，黄金平，巫志华

(1.液体火箭发动机技术重点实验室，陕西 西安 710100； 2.航天推进技术研究院 系统工程部研发中心，陕西 西安 710100)

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液体火箭发动机涡轮盘将燃气的动能转化为涡轮泵转子旋转的机械能，该动力源是发动机的关键部件[1]。涡轮盘热部件结构非常复杂，服役环境极端与严苛，已成为发动机中故障率较高的组件之一。轮盘故障以低周疲劳损伤为主[2]，高周或高低周复合疲劳也是其主要的失效模式之一。因此，对涡轮盘动态响应分析与动力学设计的基础数据——轮盘模态特性开展研究非常必要。

目前，针对航空发动机、燃气轮机等涡轮盘模态特性已开展了系列的研究。为分析某型火箭发动机涡轮盘在试车中出现的裂纹故障，研究了轮盘在高温及高转速下的模态特性，得到原结构存在与转速6倍频耦合的模态[3]。在多场耦合对结构模态特性影响的理论研究方面，Max Louyot研究了涡轮固有频率随转速、介质附加质量的变化规律，所得结论对于评估共振裕度非常重要[4]；李春旺等分析了气动力场、离心力场、温度场及热力场等对结构振动模态特性的影响[5-8]。在试验研究领域，Mario Weder将转子和静子简化为盘，采用模态分析法与激光干涉技术，通过对转子与静子盘的振动进行高分辨扫描测量，在试验台上对转子和静子在黏性流体耦合作用下的振动行为进行了研究[9]。Robert Hunady在旋转结构振动分析中采用数字图像相关技术，对盘工作变形、模态频率及振型进行了高精度测量[10]。……