基于虚拟材料层燃机转子接触面建模方法
2021-12-21赵润超焦映厚曲秀全武祥林
哈尔滨工业大学学报 2021年1期
赵润超,焦映厚,曲秀全,张 赛,武祥林
(振动与噪声控制实验室(哈尔滨工业大学),哈尔滨 150001)
燃气轮机周向拉杆转子是通过数对环状分布的拉杆,由预紧力将轮盘压紧而组合成的复杂结构. 轮盘间由预紧力引起的接触效应、机组结构的非连续性是燃机转子非线性行为的主要来源. 因此,为准确描述原模型特征,在建模过程中须考虑轮盘接触效应的影响.
Greenwood和Williamson提出了一种基于统计学分布的粗糙面弹性接触模型(GW模型),给出了接触变形与表面形貌的关系,建立了弹性及塑性接触的判别准则,该模型可较为准确地反映粗糙表面的接触特性[1]. Pullen和Williamson提出了塑性接触处理方法,详细推导了高度分布的关系并与实验观测的进行对比,研究了粗糙表面塑性接触的特性[2]. 汪光明等提出了一种将拉杆转子部件相互连接处虚拟成铰接头和抗弯弹簧的力学模型,用动态子结构法对拉杆转子的横向振动进行理论计算[3]. 李辉光等基于弹塑性理论对具有粗糙表面的长方微元体有限元接触分析,给出了计算粗糙面接触刚度的方法[4]. 程礼等将接触面虚拟为具有非线性刚度项的抗弯弹簧,动力学结果表明转子结构的不连续和接触效应是造成转子振动双稳态特征的主要因素[5]. 石坤等针对机械结合部提出了一种观念虚拟材料的参数化模型,根据GW模型和Hertz接触理论,推导出了虚拟材料的弹性模量和泊松比[6].
目前的接触效应处理大多只考虑弹……
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