题目：整体叶盘结构失谐识别方法和动态特性实验研究

随着现代航空发动机性能要求的不断提升、高比强材料的出现、加工制造工艺的进步等因素的综合影响，发动机转子轮盘设计得越来越轻薄，并已逐步过渡到广泛采用整体叶盘结构的形式。而由于加工误差、材料缺陷和使用中磨损等因素的影响，实际的转子叶盘都是失谐的，失谐会导致叶盘结构振动的局部化，是引起发动机转子产生高循环疲劳失效的重要原因，因此研究这种整体叶盘结构耦合振动特性的分析理论、求解方法和实验实践对于确保航空发动机的结构完整性和可靠性具有重要的意义。 发动机转子叶盘振动响应对失谐高度的敏感性，使得整体叶盘结构失谐识别方法理论成为失谐问题关注的焦点之一。因此首先，本文以对现有失谐识别技术所归纳总结的计算的复杂性、失谐模拟参数的构造、失谐识别结果的可靠性和工作状态的保真模拟等关键问题的解决为研究主线，提出了新的失谐识别方法。利用经典系统模态减缩理论有效的降低了计算的复杂性；使用子矩阵型技术来构造失谐模拟参数，使得识别方法具有有限元模型修正的功能；采用灵敏度分析的方式对识别方法进行了鲁棒性能研究，不仅为识别方法有效的运用提供了指导，也为可靠地使用提供了保障；特别是对失谐识别方法提出了各种改进措施，使其可以适用于更加接近真实的结构对象和更为实际的边界条件。而在以真实发动机转子整体叶盘结构为研究对象的仿真算例中，完成了对失谐识别的必要性、识别结果的有效性和识别方法的鲁棒性能分析，论述了该失谐识别方法理论的可行性和准确性。 针对循环对称结构系统，特别是发动机转子整体叶盘结构失谐振动实验研究的需求，设计提出了一种行波激励实验系统。该系统表现为一系列软硬件的集合，可在转子叶盘保持静止的状态下，对其在真实工作运行环境中所承受的阶次激励进行有效的且易于在实验室实现的模拟。通过对该系统进行的误差仿真分析，表明该系统可以在定量的层面上完成各种失谐现象机理认知、理论方法验证的实验实践。利用设计构建的实验系统，针对典型的整体叶盘结构模型试件进行了失谐振动特性的实验研究。给出了采用单输入单输出（SISO）的测量方式来进行整体叶盘结构的模态测试方法，研究了失谐对其固有模态特性、阶次激励下的稳态响应特性的影响，实验测量与理论计算结果在定性和定量上均得到了较好的相互印证。该测量系统的成功运用，也为进一步提升对循环对称结构失谐振动特性的研究理解提供了一种低成本的实验工具。 最后，对本文提出的失谐识别方法进行了实验论证，建立了的具有一定普适性的失谐识别方法理论的实验验证流程，由实验所获取的模态和响应特性参数信息出发，给出了失谐识别方法所需的输入参数的处理方法，良好的实验论证结果充分表明了该失谐识别方法的实用性和可操控性，完善的整体叶盘结构失谐识别方法理论、实验体系，为工程实际有效而可靠的实施运用奠定了坚实的基础。