正版新书]失谐叶盘振动分析与优化方法袁惠群,赵天宇,张宏远,张

目录 第1章 失谐叶盘动力学分析的集中参数法（3.15万字）............................................................... 1 1.1叶盘系统模态分析............................................................................................................ 2 1.1.1叶盘系统集中参数模型的建立................................................................................. 2 1.1.2谐调系统固有特性分析........................................................................................... 3 1.1.3失谐系统固有特性分析........................................................................................... 5 1.2失谐叶盘系统受迫振动响应特性分析.............................................................................. 18 1.2.1失谐叶盘系统模型................................................................................................. 18 1.2.2失谐叶盘系统受迫振动状态方程............................................................................ 18 1.2.3失谐强度对叶盘系统受迫振动响应特性的影响算例................................................ 19 第2章 失谐叶盘系统非线性动力学分析方法（2.7万字）........................................................... 22 2.1 微动滑移摩擦阻尼模型.................................................................................................. 22 2.2 基于微动滑移摩擦阻尼模型的叶片轮盘系统建模与求解................................................. 26 2.2.1 微动滑移摩擦阻尼影响下的叶片轮盘系统动力学模型........................................... 26 2.2.2系统受迫振动响应求解.......................................................................................... 28 2.3谐调系统受迫振动响应分析算例..................................................................................... 30 2.3.1谐调叶盘系统基本参数.......................................................................................... 30 2.3.2系统受迫振动响应分析.......................................................................................... 30 2.4 失谐叶盘系统受迫振动响应分析算例............................................................................. 32 2.4.1失谐叶盘系统基本参数.......................................................................................... 32 2.4.2失谐叶盘系统动态响应分析................................................................................... 33 2.4.3叶根摩擦阻尼块对失谐系统振动局部化程度的影响................................................ 39 第3章 谐调叶盘动力学的循环对称分析方法（3.45万字）.......................................................... 40 3.1 子结构的建模....................................................................... 40 3.2 求解单元刚度阵和质量阵............................................................................................... 41 3.3 求解叶盘整体质量矩阵和刚度矩阵................................................................................. 48 3.3.1 子结构单元编号................................................................................................... 48 3.3.2求解整体质量矩阵和刚度矩阵............................................................................... 49 3.4 模群法........................................................................................................................... 50 3.4.1 循环对称.............................................................................................................. 51 3.4.2 叶片轮盘循环对称结构运动方程........................................................................... 52 3.4.2 特征值问题的约化................................................................................................ 53 3.4.3 综合运动方程的求解与回代.................................................................................. 54 3.5 分析算例....................................................................................................................... 55 第4章 失谐参数的识别方法（2.85万字）.................................................................................. 63 4. SNM（Subse ofNominal Modes）方法............................................................................... 63 4.1.1 结构域到模态域的转换......................................................................................... 63 4.1.2 模态缩减基.......................................................................................................... 65 4.1.3 自由振动分析....................................................................................................... 66 4.1.4 强迫响应分析....................................................................................................... 66 4.1.5 分析算例.............................................................................................................. 67 4.2 FMM（FundamentalMistuning Model）识别方法.............................................................. 70 4.2.1 FMM法................................................................................................................ 71 4.2.2 分析算例.............................................................................................................. 76 4.3叶片静频试验与二分法及有限元分析相结合方法............................................................. 78 4.4失谐参数识别算例.......................................................................................................... 82 第5章 失谐叶盘有限元模型的缩减建模方法（4.95万字）.......................................................... 85 5.1模态综合技术的基本步骤................................................................................................ 86 5.2模态坐标与模态集.......................................................................................................... 87 5.3减缩系统自由度的方法................................................................................................... 88 5.4固定界面模态综合法....................................................................................................... 90 5.5自由界面模态综合法....................................................................................................... 95 5.6模态综合超单元法.......................................................................................................... 98 5.7固定界面预应力-自由界面子结构模态综合超单元法...................................................... 101 5.7.1模型基本参数及分析流程.................................................................................... 102 5.7.2分析算例............................................................................................................. 102 5.8 移动界面模态综合超单元法.......................................................................................... 106 5.8.1 移动界面模态综合超单元法................................................................................ 106 5.8.2 分析精度验证..................................................................................................... 110 5.8.3 分析算例............................................................................................................ 115 第6章 载荷参数对失谐叶盘振动响应影响分析方法（2.85万字）............................................. 118 6.1 激励阶次对失谐叶盘振动响应的影响分析..................................................................... 118 6.1.1 激励力............................................................................................................... 118 6.1.2 激励阶次对谐调叶盘振动响应分析..................................................................... 120 6.1.3激励阶次对失谐叶盘振动响应分析...................................................................... 122 6.2 叶片轮盘刚度比失谐叶盘振动响应的影响分析.............................................................. 130 6.2.1 叶片轮盘刚度比对谐调叶盘振动响应分析........................................................... 130 6.2.2 叶片轮盘刚度比对失谐叶盘振动响应分析........................................................... 131 第7章 模型参数对失谐叶盘振动响应影响分析方法（5.4万字）............................................... 137 7.1 榫头榫槽接触对失谐叶盘振动响应的影响分析.............................................................. 137 7.1.1接触理论与有限元............................................................................................... 137 7.1.2 榫接触对谐调叶盘振动响应分析算例.................................................................. 144 7.1.3 榫接触对失谐叶盘振动响应分析算例.................................................................. 147 7.2 频率转向对失谐叶盘振动响应的影响分析..................................................................... 154 7.2.1谐调叶盘系统频率转换特性........................................................................................ 154 7.2.2 频率转向间隙............................................................................................................ 158 7.2.3叶片对失谐叶盘系统振动响应贡献度................................................................... 159 7.3 叶片平均频率对失谐叶盘振动响应的影响分析.............................................................. 164 7.3.1 叶片平均频率对谐调叶盘振动响应分析.............................................................. 164 7.3.2 叶片平均频率对失谐叶盘振动响应分析.............................................................. 165 第8章 基于智能算法的失谐叶盘系统减振优化方法（2.25万字）............................................. 173 8.1 叶盘系统动力学分析.................................................................................................... 173 8.2 叶片排布次序对失谐叶盘系统振动响应的影响.............................................................. 175 8.3 基于改进DPSO算法的叶盘系统减振优化方法.............................................................. 179 8.3.1标准粒子群算法.................................................................................................. 179 8.3.2离散遗传粒子群算法模型的建立.......................................................................... 180 8.3.3优化结果与讨论.................................................................................................. 182 8.4 基于禁忌遗传猫群算法的失谐叶盘系统减振优化方法................................................... 183 8.4.1禁忌遗传猫群算法............................................................................................... 183 8.4.2 优化结果分析..................................................................................................... 186 第9章 非线性失谐叶盘系统减振优化方法（3.6万字）............................................................. 188 9.1 基于TAEA算法的失谐叶盘减振优化方法.................................................................... 188 9.1.1基于禁忌退火进化算法的叶片排布优化模型........................................................ 188 9.1.2优化目标与适应度函数........................................................................................ 191 9.1.3 优化结果分析..................................................................................................... 192 9.2 基于CUDA并行退火进化算法的失谐叶盘减振优化方法............................................... 195 9.2.1基于CUDA框架的禁忌退火进化算法.................................................................. 195 9.2.2算法求解连续解空间问题性能分析...................................................................... 200 9.2.3算法求解离散解空间问题性能分析...................................................................... 201 9.2.4基于CPAEA算法的失谐叶片减振优化方法......................................................... 206 第10章 参数化有限元失谐叶盘减振优化方法（4.95万字）...................................................... 212 10.1 有限元优化概述......................................................................................................... 212 10.1.1参数化设计思想................................................................................................. 212 10.1.2 有限元二次开发技术......................................................................................... 213 10.2 参数化壳梁有限元模型............................................................................................... 219 10.2.1 叶盘参数化建模................................................................................................ 219 10.2.2 基于有限元软件与优化算法的叶盘系统联合优化建模........................................ 222 10.3 基于参数化壳梁有限元模型的失谐叶盘系统减振优化方法.......................................... 223 10.3.1 谐调叶盘系统的振动特性分析........................................................................... 224 10.3.2 失谐叶盘系统的振动特性分析........................................................................... 225 10.3.3 失谐叶盘系统的叶盘排布优化分析.................................................................... 226 10.4 基于参数化有限元缩减模型的失谐叶片刚度失谐减振优化方法................................... 230 10.4.1 算法原理.......................................................................................................... 230 10.4.2 分析算例.......................................................................................................... 231 10.5 基于参数化有限元缩减模型的失谐叶片质量失谐减振优化方法................................... 236 10.5.1 算法原理.......................................................................................................... 236 10.5.2分析算例........................................................................................................... 239 10.6 基于参数化有限元缩减模型的失谐叶片质量和刚度失谐减振优化方法......................... 240 10.6.1 算法原理.......................................................................................................... 240 10.6.2分析算例........................................................................................................... 242 参考文献................................................................................................................................... 245

本书系统地阐述了叶盘 系统的各种失谐振动分析方 法、失谐参数的识别方法和 失谐叶盘优化方法，这些方 法可以求解叶盘系统的固有 特性、受迫振动响应、非线 性动力学特性和振动局部化 等问题。
本书主要内容包括：针 对失谐叶盘动力学分析的集 中参数法；基于微动滑移摩 擦阻尼模型的非线性动力学 分析方法；谐调叶盘动力学 循环对称分析方法；基于模 态综合技术的失谐叶盘有限 元缩减建模方法；基于叶片 静频试验、二分法和有限元 分析相结合的叶片失谐参数 识别方法；基于载荷参数和 模型参数对失谐叶盘系统振 动响应特性影响分析；基于 智能算法和APDL有限元模 型的线性和非线性失谐叶盘 系统减振优化方法等。
本书可以作为从事航空 、机械、动力、能源、电力 、交通、化工、力学方面旋 转机械动力学分析和结构设 计与研究的工程技术人员的 参考书。