申请/专利权人：西安交通大学

申请日：2021-07-15

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN113705032B

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G06F111/04;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.29#授权;2021.12.14#实质审查的生效;2021.11.26#公开

摘要：本发明公开了一种基于混合界面CMS法的非谐调叶片模态分析方法，包含以下步骤：1在局部坐标系下划分叶片、叶轮子结构，利用固定界面CMS法得到叶片子结构减缩矩阵；2基于单扇区模型计算叶轮整圈减缩矩阵；3基于所作假定，在各扇区叶片中引入非谐调影响；4形成总体减缩矩阵，求解对应广义特征值问题，分析非谐调系统模态局部化特性。本发明采用合理假定，将原整圈模型维度减缩至单扇区模型维度，使得仅通过一个扇区也能够实现非谐调系统模态局部化特性分析；同时基于广义模态坐标的分析方式也克服了基于实际物理坐标分析模态局部化现象时工作量较大的缺点，使得问题分析时间大大减少，具有较大的工程应用价值。

主权项：1.一种基于混合界面CMS法的非谐调叶片模态分析方法，其特征在于，包括以下步骤：1从整圈叶片-叶轮结构中划分出单扇区叶片-叶轮模型，并建立与之相对应的局部坐标系，在此基础上得到单个扇区的叶片减缩矩阵；利用固定界面子结构模态综合法形成叶片自由度维度减缩矩阵R，流程如下：将叶片自由度划分为与叶轮相交的界面自由度i以及独立的内部自由度γ，以叶片刚度矩阵K为例，按照如下形式进行划分： 首先固定界面自由度，得到界面约束时叶片的主模态振型Φii；之后依次释放每个界面自由度，得到某界面自由度模态位移为1而其他界面自由度位移为0时叶片自由度的约束模态振型Ψc，综合以上两种模态振型，得到叶片自由度的维度减缩矩阵R，对应的矩阵表达式以及坐标变换公式如下： u＝Rq式中，Kb以及Mb分别为原叶片自由度的刚度以及质量矩阵；以及分别为减缩后的叶片刚度矩阵以及质量矩阵；u为求解原广义特征值问题K-λMu＝0得到的特征向量；q为通过减缩矩阵描述的广义模态坐标；以及分别为原叶片刚度矩阵中对应于界面自由度以及内部自由度与界面自由度连接处的刚度矩阵分量；Mγγq、Mγiq、Miγq分别为减缩后界面自由度以及内部自由度与界面自由度连接处的质量矩阵分量；2由循环对称矩阵的性质，基于步骤1中得到的叶片减缩矩阵，利用复Fourier矩阵计算求得叶轮整圈加载模态，在此基础上利用该模态形成叶轮减缩矩阵；3通过各扇区叶片弹性模量改变来模拟非谐调对于系统动力学特性的影响，得到引入非谐调现象后各扇区叶片的减缩刚度矩阵，减缩质量矩阵仍与谐调系统相同；4将各扇区叶片减缩矩阵以及叶轮减缩矩阵组装至总体减缩矩阵中，求解对应的广义特征值问题，得到非谐调系统的固有频率以及减缩模态振型，减缩矩阵包含减缩刚度矩阵与减缩质量矩阵；在此基础上进行对非谐调叶片的模态局部化特性具体分析。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 西安交通大学 一种基于混合界面CMS法的非谐调叶片模态分析方法

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