二维变压力摩擦运动的非线性振动分析

摘要

透平机械在运行中其叶片叶冠会发生摩擦现象,其接触面正压力常常不是恒定值.为了分析叶冠接触面摩擦行为的非线性特性,本文建立单自由度的二维变正压力摩擦动力学模型,并详细给出了整个求解过程.牛顿法是求解非线性方程组的常用迭代算法,迭代中过程的切向刚度矩阵是求解的难点.变正压力下具有强非线性,可根据滑移或黏滞的初始状态进行迭代求解.分析了多个数值算例,具体讨论了接触间隙、接触分离以及相位差对幅值和迟滞回线的影响,分析了摩擦力和变正压力的耦合影响,获得了二维运动状态下切向和法向位移的频响曲线.分析结果可应用到实际叶片的振动分析中,为研究透平机械阻尼叶片的振动非线性提供借鉴.