● 摘要
叶盘系统是航空发动机的主要部件，在其高速旋转运行过程中，会受到非定常压力和不平衡的激振力，使叶片产生受迫振动。叶片的这种受迫振动的强弱，模态很大程度上取决于叶环结构。通常认为叶环是谐调结构，各个扇区在相同激振力作用下的受迫振动响应相同。而实际上，由于加工存在公差，使用中的非均匀磨损或者人工设置等问题，叶片扇区间存在细小差异，产生错频。错频现象使得叶环结构动力特性显著变化，改变工作稳定性并导致振动局部化。
基于这点，本文针对错频问题及相关因素展开了研究，首先建立一个单自由度叶环简化模型，用Gill法求解模型运动方程，用以探究错频对叶环结构整体动力特性的影响，并着重研究叶间耦合刚度的变化对整个错频叶环结构振动的影响，以及阻尼在其中所起到的作用。
进一步以工程实际为出发点，分析以前掠角为错频量时叶环结构的振动特性，其中既考虑人工错频，同时也对非均匀磨损造成的随机错频现象进行模拟，找到非均匀磨损对谐调叶环结构动力特性的影响，探究该错频叶环结构的振动情况，尤其是在非均匀磨损下叶环结构的动力特性。
最后，计算结合叶片厚度与前掠角错频的叶环在离心负荷和气动负荷作用下的振动特性。探究人工及随机错频叶环结构振动情况的数值分析方法，对不同错频方案的叶环结构强迫振动响应进行模拟，并对计算结果进行了对比分析，最后计划用遗传算法找出合适的叶环错频设置。