题目：榫接夹层结构对涡轮叶片振动特性的影响研究

现代航空发动机涡轮结构设计中，广泛使用枞树形榫头/榫槽连接，然而随着现代高推重比发动机的发展，为减轻重量，枞树形榫头的设计也由传统的三齿结构逐渐转变成现在航空发动机涡轮结构中的两齿甚至是单齿结构。基于此，本文首先针对于单齿榫接叶盘系统的振动特性进行研究，并引入一种新型榫接夹层结构，再与无夹层结构带榫接叶盘进行对比研究夹层结构对叶盘振动特性的影响，最后研究粗糙度、转速、激振力和材料属性等因素对带夹层榫接叶盘结构的振动特性的影响。为探究带榫接叶盘系统以及带夹层结构榫接叶盘系统的振动特性，研究具有干摩擦阻尼的系统振动的数值方法是关键。本文采用迟滞弹簧摩擦模型，基于谐波平衡法对在榫接处接触面间的非线性动力特性进行线性化处理以推导出接触面间等效阻尼系数和等效刚度系数，然后通过施加弹性支撑边界约束条件(在榫接接触面之间施加弹簧阻尼单元来模拟实际阻尼和刚度)进行振动特性及响应分析。采用这种处理方法可以充分考虑到榫接接触面间的摩擦阻尼作用，很好地模拟工作状态下带榫接叶盘系统以及带榫接夹层结构叶盘系统的真实振动状况。在带榫接叶盘系统和带夹层结构榫接叶盘系统的振动特性研究部分，本文首先使用UG建立带榫接结构叶盘模型，然后使用有限元接触分析方法计算初始等效刚度系数和等效阻尼系数，进而使用迭代法逐步逼近计算出榫接接触面间的等效刚度系数和等效阻尼系数。最后使用有限元方法进行振动特性分析和稳态响应分析，计算工作状态下的系统的动力特性和响应并对两种不同结构进行对比，结果表明榫接夹层结构对叶片减振效果明显。在对带榫接夹层结构叶盘系统振动特性的影响因素研究部分，本文研究了粗糙度、转速、激振力和材料属性等四种参数对其影响，同时横向对比在不同参数影响下，带榫接夹层结构叶盘系统和无榫接夹层结构叶盘系统动力特性和响应，可以为工程应用中榫接夹层结构的设计提供一定的指导。