20 kHz空气射流激振技术及涡轮叶片高阶振动研究

作     者：赵玉杰 李磊 孙守义 伍佳伟 宋誉宇 岳珠峰 ZHAO Yujie;LI Lei;SUN Shouyi;WU Jiawei;SONG Yuyu;YUE Zhufeng

作者机构：西北工业大学力学与土木建筑学院陕西西安710129 

出 版 物：《推进技术》 (Journal of Propulsion Technology)

年 卷 期：2025年第46卷第6期

页      面：286-297页

核心收录：

学科分类：082502[工学-航空宇航推进理论与工程] 08[工学] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：国家自然科学基金(52375266) 

主　　题：涡轮叶片 高周疲劳 简谐气流激励 空气射流激振 高阶振动特性 

摘      要：明确涡轮叶片的高阶振动特性,对研究高频振动导致的涡轮叶片高周疲劳失效问题具有重要作用。但是,由于现有激振技术限制,开展8 kHz以上的涡轮叶片高阶振动特性研究较为困难。重点研究了最高激振频率达20 kHz的空气射流激振试验技术,并将其应用于涡轮叶片的高阶振动特性研究。空气射流激振技术基于空气射流原理,并利用喷嘴盘与待测叶片配合,使喷射出的高压空气形成简谐气流激励。采用理论分析与试验测试开展了空气射流激振技术验证,结果显示激振力除了出现设定激振频率外,还明显地出现了倍频成分,但其线性度S2,S3最大仅为11.63%与4.71%,表明空气射流激振技术具有良好的定频激振能力。将采用空气射流激振技术的涡轮叶片高阶振动特性结果与模态试验结果对比,前4阶固有频率的最大相对误差仅为1.49%,因此,空气射流激振试验技术可以准确地获得涡轮叶片的高阶振动特性。