考虑接触刚度燃气轮机拉杆转子动力特性研究.pdfVIP

振　动　与　冲　击 第３１卷第７期 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫ Ｖｏｌ．３１Ｎｏ．７２０１２　  考虑接触刚度的燃气轮机拉杆转子动力特性研究 李辉光，刘　恒，虞　烈 （西安交通大学 机械电子及信息系统研究所，西安　７１００４９） 　　摘　要：基于弹塑性理论对具有粗糙表面的长方微元体进行有限元接触分析，根据受力和变形关系得到不同载荷 作用下的法向和切向界面接触刚度。将微元体界面接触刚度与宏观结构应力分析结果相结合，给出考虑接触刚度的组合 结构动力特性研究方法，分析压气段轮盘接触刚度对某重型燃气轮机拉杆转子固有振动频率的影响。结果表明，界面接 触刚度导致转子固有频率降低，随着接触刚度的增加，其对固有频率的影响逐渐减小。接触刚度对转子各阶固有频率的 影响不同，法向刚度对第一阶弯曲频率影响较大，切向刚度对第二阶弯曲频率影响较大。 关键词：拉杆转子；接触刚度；振动频率；有限元 中图分类号：ＴＨ１１３．１　　　文献标识码：Ａ Ｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｒｏｄｆａｓｔｅｎｉｎｇｒｏｔｏｒｆｏｒｇａｓｔｕｒｂｉｎｅｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｃｏｎｔａｃｔｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ＬＩＨｕｉｇｕａｎｇ，ＬＩＵＨｅｎｇ，ＹＵＬｉｅ （ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍ，ＸｉａｎＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｎ７１００４９，Ｃｈｉｎａ） 　　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ａｃｕｂｏｉｄｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｃｏｎｔａｃｔｍｏｄｅｌｗｉｔｈｒｏｕｇｈｓｕｒｆａｃｅｗａｓａｎａｌｙｚｅｄｂａｓｅｄｏｎｅｌａｓｔｉｃｐｌａｓｔｉｃｔｈｅｏｒｙ， ａｎｄｔｈｅｎｏｒｍａｌａｎｄｔａｎｇｅｎｔｉａｌｉｎｔｅｒｆａｃｅｃｏｎｔａｃｔｓｔｉｆｆｎｅｓｓｅｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｏａｄｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎｆｏｒｃｅａｎｄｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ．Ｃｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅｉｎｔｅｒｆａｃｅｃｏｎｔａｃｔｓｔｉｆｆｎｅｓｓｅｓｏｆｔｈｅｅｌｅｍｅｎｔｗｉｔｈｔｈｅｓｔｒｅｓｓａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｓｏｆ ａｍａｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ａｓｔｕｄｙｉｎｇｍｅｔｈｏｄｆｏｒｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇｃｏｎｔａｃｔｓｔｉｆｆｎｅｓｓｗａｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｈｅｃｏｎｔａｃｔｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｆａｃｏｍｐｒｅｓｓｏｒｓｅｃｔｉｏｎｏｎｔｈｅｎａｔｕｒａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓｏｆａｒｏｄ ｆａｓｔｅｎｉｎｇｒｏｔｏｒｆｏｒａｃｅｒｔａｉｎｈｅａｖｙｄｕｔｙｇａｓｔｕｒｂｉｎｅｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｉｎｔｅｒｆａｃｅｃｏｎｔａｃｔｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｌｅａｄｓｔｏｄｅｃｒｅａｓｅｉｎｔｈｅｎａｔｕｒａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ，ａｎｄｉｔｓｅｆｆｅｃｔｓｄｅｃｒｅａｓｅｇｒａｄｕａｌｌｙｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｅｉｎｃｏｎｔａｃｔｓｔｉｆｆｎｅｓｓ；ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆｃｏｎｔａｃｔｓｔｉｆｆｎｅｓｓｏｎｅａｃｈｎａｔｕｒａｌｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｒｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔ，ｎｏｒｍａｌｃｏｎｔａｃｔｓｔｉｆｆｎｅｓｓｈａｓｇｒｅａｔｅｒｅｆｆｅｃｔｓｏｎｔｈｅｆｉｒｓｔｂｅｎｄｉｎｇ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙａｎｄｔａｎｇｅｎｔｉａｌｃｏｎｔａｃｔｓｔｉｆｆｎｅｓｓｈａｓｇｒｅａｔｅｒｅｆｆｅｃｔｓｏｎｔｈｅｓｅｃｏｎｄｂｅｎｄｉｎｇｆｒｅｑｕｅｎｃｙ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｏｄｆａｓｔｅｎｉｎｇｒｏｔｏｒ；ｃｏｎｔａｃｔｓｔｉｆｆｎｅｓｓ；ｖｉｂｒａｔｉｏｎｆｒｅｑｕｅｎｃｙ；ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔ 　　随着燃气轮机技术的不断发展，拉杆转子因重量 中的力学