凸肩叶片的非线性振动特性与运动分岔

以凸肩叶片作为研究模型,建立了考虑凸肩摩擦力,几何大变形与阻尼的非线性振动方程.采用Galerkin法对振动方程离散化,应用平均法对离散后模态方程组的非线性响应进行解析分析,得到了非线性幅频特性曲线,与数值解比较验证了解析解,并讨论了系统周期解的稳定性.用非线性振动理论详细研究了平均方程组的运动分岔现象,揭示了平均方程组周期解的变化过程及其具有的非线性动力学性质.解析结果表明,凸肩之间的摩擦对系统第二阶非线性振动特性影响很大.由于凸肩之间摩擦力方向的不断改变,系统第二阶非线性幅频特性曲线不连续,出现两个共振频域.随着时间的推移,系统振动的幅值会以$T/4$为周期在两个频域的幅频曲线上来回跳动,这会使叶片的振动响应大幅降低.