● 摘要
因振动引起的叶片高周疲劳破坏是制约发动机可靠性的一个关键问题。干摩擦阻尼结构被广泛应用于航空发动机中以降低叶片振动，干摩擦阻尼结构形式多样，其中凸肩阻尼结构兼备提高刚性和增加阻尼的作用，被广泛应用于风扇/压气机转子叶片的振动控制，目前国内对于叶片凸肩的结构设计还是主要依靠经验数据和试验方法来进行，亟需基于理论研究建立一套设计流程和评估方法来指导工程应用。
首先，借鉴国内已有研究基础，论文从工程实际需求出发，采用试验与理论相结合的方法，发展了带凸肩叶片非线性振动响应计算程序，针对凸肩接触面不同接触状态的接触区域分别应用程序进行计算，并应用于后续相关计算工作。
其次，基于梁理论建立带凸肩风扇叶片的力学模型，采用瑞利法推导了基频解析解，并获得了基频随凸肩径向位置的变化规律，理论分析表明，凸肩位于径向位置0.75时，可使带凸肩叶片具有较大的基频和刚度。并基于某带凸肩风扇叶片模型，通过数值仿真方法分析了凸肩结构特征参数(凸肩相对位置、紧度、啮合角)对叶片动力特性和阻尼特性的影响规律。
其次，针对某带凸肩风扇叶片设计了非旋转状态下的叶片振动试验方案，研究了根部预紧力、激振力大小、激振力位置、凸肩初始正压力等参数对该叶片的振动响应的影响规律，试验结果显示自由叶片各阶固有频率随根部预紧力的增加而增加最后趋近于根部固支时各阶固有频率，在一定激振力下存在最优初始正压力使得凸肩减振效果最好，试验结果与数值仿真结果相互印证。
最后，结合本文理论、数值、试验分析，总结叶片凸肩设计的一般规律，研究并初步提出了凸肩结构设计的一般流程以及动力特性和阻尼特性的评估方法。