1、2022-5-61Structural Strength and Vibration inAircraft Gas Turbine Engines Chapter 4 Vibrations of Disc and Shells ( () )航空發動機強度與振動航空發動機強度與振動2022-5-62主要內容主要內容 4 .1圓盤振動1圓盤振動的形式2薄等厚圓盤的自振頻率3動波(行波)4影響盤自振頻率的因素5盤振動的激振力6盤共振特性 4.2殼體振動概述2022-5-631圓盤振動的形式圓盤振動的形式 薄盤彎曲振動： 第一類(節圓)振動：傘形振動全部節線為同心圓；振動對稱于中心； 第二類(節徑)振

2、動：扇形振動全部節線為沿盤面徑向分布的直線；較節圓振動危險； 第三類(復合)振動：傘形+扇形振動頻率較高2022-5-642022-5-65零節徑的一階零節徑的一階(零節圓零節圓)、二階、二階(一節圓一節圓) 、三階、三階(二節圓二節圓)振動振動2022-5-66零節徑的一階(零節圓)、二階(一節圓)振動2022-5-67徑徑零節圓的1、2、3、4節徑振動2022-5-68具有節徑和節圓的復合振動具有節徑和節圓的復合振動2022-5-692薄等厚圓盤的自振頻率薄等厚圓盤的自振頻率 據板殼理論，等厚圓盤(半徑r,厚度h,r/h5)，自振頻率： 其中為密度， 為抗撓剛度，E,v分別為彈性模量和泊松

3、比, 為振型系數，可查表。n圓盤旋轉角速度，則圓盤動頻2Dhr3212(1)EhD22dB2022-5-610中心固定圓盤的振型系數中心固定圓盤的振型系數 ns012313.7505.410.35229.9120.2830.4853.4334.76-453.5-2022-5-611圓盤振型與振頻序列圖圓盤振型與振頻序列圖一節圓一節圓s=1三節圓三節圓s=3二節圓二節圓s=2f,Hz2022-5-6123輪盤的動波輪盤的動波(行波行波)振動振動 行波振動：節徑線相對盤產生轉動的扇形振動行波振動：節徑線相對盤產生轉動的扇形振動 極坐標系（r,t）,節線上的位移w (r,t):012122( , ,

4、 )( , )cos( )coscoscos()cos()2()()0dddddw rtw rtu rmtumtmtmmmmm 順行波 ；逆行波；駐波臨界轉速相對振動角頻率2022-5-613輪盤行波振動示意圖輪盤行波振動示意圖AAA順行波逆行波駐波2022-5-6144影響盤自振頻率的因素影響盤自振頻率的因素 葉片對盤自振頻率的影響 離心力的影響 溫度對輪盤自振頻率的影響2022-5-6155盤振動的激振力盤振動的激振力 葉片受到周期性變化的氣體力傳給盤； 其他零件的力通過聯接環或軸傳給盤； 盤面氣體壓力不均，或有周期性變化。2022-5-6166共振特性共振特性 激振力頻率 共振時BBfz

5、 n2/()BBvresffnfzKBZ為結構系數，正整數fv是行波振動頻率2022-5-617振動頻率與旋轉速度的關系振動頻率與旋轉速度的關系2022-5-6184.2殼體振動概述殼體振動概述 1概述 2薄殼自振頻率計算 3如何消除殼體振動2022-5-6191 概述概述 引起發動機內殼體類零部件振動的原因：火焰筒內燃起壓力擺動燃燒不均振蕩燃燒 發生振動的殼體類零件火焰筒火焰筒外套加力筒體2022-5-6202薄殼自振頻率計算薄殼自振頻率計算 關于軸線對稱的振動：若h/R1，則p2=E/R2(p與階次幾乎無關,即薄殼自振頻譜密集,且經驗表明此類振動最危險) 橫截面內的振動： 橫向彎曲振動(截面無轉動)22222421(1)12(1)(1)EhmmpRmm為振