韩 乐，王延荣，2

（1.北京航空航天大学能源与动力工程学院，北京100083；2.北京航空航天大学江西研究院，南昌330096）

0 引言

叶轮机械中的气动弹性现象导致叶片高循环疲劳失效，其中气动弹性失稳和强迫振动响应是2个主要方面。随着航空发动机性能的大幅提升，叶片气动负荷增大，结构更加紧凑，颤振和强迫振动响应问题愈加突出。

气动弹性失稳（颤振）是弹性系统在气流中的耦合自激振动，属于气动弹性力学中的动稳定性问题。当转子叶片发生颤振时，流体激励源于叶片振动本身，在激励与振动相互作用下短时间内振幅急剧增大，进而造成叶片破坏。目前常用的气动弹性稳定性分析方法包括能量法[1-2]和特征值法[3-4]。Erdos等[5]和He[6]将相位延迟（phase lag）法应用于气弹稳定性预测，使能量法的计算速度大幅提高；通过结合Hanamur等[7]研究的影响系数法使特征值法的分析效率显著提高；赵瑞勇等[8]和Fu等[9]利用上述方法对风扇叶片的气动弹性稳定性也进行了分析。

转子叶片强迫振动响应通常是由前排叶片尾迹或下游叶片的势扰动引起的，激励频率与转子转速和引起激励的结构特征直接相关，且不受叶片振动的影响。基于解耦方法来分析叶片强迫振动响应。Kielb等[10]将强迫响应问题的求解分为3个阶段：识别来自上下游流动的不均匀性；计算叶片非定常气动力；获取叶片振动响应。文献[11-12]中将最后1个阶段又分为非线性结构建模和柔性叶片的气动弹性响应求解。

此外，还可以采取耦合法分析叶片气动弹性问题，包括强耦合法和弱耦合法。……