● 摘要
叶片的高循环振动疲劳失效是叶片常见的振动故障模式，主要是由强迫振动或共振引起的。本文主要针对叶片的高循环振动疲劳的结构振动可靠性分析方法展开相应的研究工作。论文首先介绍了结构振动可靠性研究现状和发展趋势，以及其相应的理论和概念，然后分析了已有模型中的不足，并在其基础上对结构振动可靠性的评估方法作了进一步的研究。对于单一模态下的结构振动可靠性模型，论文基于Goodman曲线和应力-强度干涉理论，在现有的模型中又引入了静强度分散性的影响，并考察了静强度分散性对结构振动可靠性的影响，模型中涉及了包括固有频率、激振频率、阻尼比、激振力幅值、对称循环疲劳强度、平均应力和静强度这七个具有分散性且相互独立的参数。由于实际中这些参数间是具有相关性的，所以论文又进一步研究了这些参数中部分参数间相关性对结构振动可靠性的影响，并建立了相应的模型。在以上研究的基础上，论文还研究了当两阶模态的频率接近时，结构被某一激振力激起的两阶振动的叠加对结构振动的可靠性的影响，并建立了能够考虑振动叠加影响和多参数分散性以及部分参数间相关性影响的结构振动可靠性模型。论文中针对单一模态和计入两阶振动叠加影响的不同情况下的模型，给出了相应的算法：数值积分算法和Monte-Carlo仿真算法，并给出了这些模型在结构振动可靠性评估应用中的分析流程。论文的最后还用有限元分析软件ANSYS对实际的叶盘结构进行了振动特性分析，并在单一模态和计入两阶振动叠加的这两种情况下进行了结构振动可靠性的评估。结果表明在论文所研究的范围内，静强度分散性、疲劳参数间的相关性以及两阶振动的叠加都对振动可靠性有影响，但固有频率和激振力频率的分散性对结构振动可靠性的影响最为显著。本文中的模型对诸如叶片结构的振动可靠性分析具有一定的现实意义和工程实用价值。关键词：结构振动，可靠性，频率，静强度，相关性
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