题目：带冠叶片干摩擦阻尼减振研究

在航空发动机设计中，增加干摩擦阻尼结构是降低叶片振动应力，提高其高循环疲劳寿命最常用，最有效的措施之一。目前主要是通过摩擦副间接触运动模型，建立结构系统间的振动方程，利用轨迹跟踪法和谐波平衡法对带干摩擦阻尼器叶片非线性响应进行求解。在对带干摩擦阻尼器叶片的非线性响应的求解中，接触刚度是一个非常重要的参数，它直接影响着接触面之间的摩擦力以及接触状态的转换条件，从而影响干摩擦阻尼器的减振效果及叶片的动力特性。验证干摩擦阻尼器接触刚度的计算模型和规律是准确进行带干摩擦阻尼器的理论分析和计算的关键问题。但是在现有的试验研究中，接触参数测量的一个难题就在于无法将接触表面与接触块本身的刚度和摩擦特性分离开来，这就使得试验测量得到的切向接触刚度经常就是切向接触刚度和结构刚度的结合，对带干摩擦阻尼器叶片非线性响应计算结果的准确性有很大影响。为此，本文设计了一套能够测量由接触表面间小幅度的相对切向运动所导致的迟滞现象的试验系统，克服无法将系统刚度与接触刚度分开的难题。利用该试验系统能够对不同初始正压力、不同激振频率下小幅度相对运动的接触表面间的迟滞曲线进行测试，并利用测试结果得到接触表面间的接触刚度。为验证和进一步改进相应的理论计算模型，最终建立一套可行的接触刚度数值模拟方法奠定基础。为进一步完善适用于工程需要的带冠叶片干摩擦阻尼结构设计技术，本文还设计了一套能够准确施加叶冠接触面正压力的非旋转状态下带冠平板叶片减振特性试验系统。利用该试验系统能够对不同激振力、不同初始正压力、不同叶冠接触角度下试验件的振动特性进行测试，并利用试验结果分析了叶冠接触面正压力、叶冠接触角度等重要参数对干摩擦阻尼结构减振效果的影响规律。从而为验证和修正相应的理论计算模型，最终建立一套可行的干摩擦阻尼结构减振设计方法奠定基础。最后，本文通过试验对某型航空发动机带冠涡轮叶片叶冠阻尼设计优化效果进行了验证试验，研究了激振力、初始正压力和接触角度等因素对叶片一弯振型对应的共振响应的影响，其结果验证了基于接触状态分析理论设计叶冠阻尼特性的有效性和准确性，在工程上具有重大的应用价值。