(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211114345.0 (22)申请日 2022.09.14 (71)申请人 北京航空航天大 学 地址 100191 北京市海淀区学院路37号 (72)发明人 张大义　孙赫　佟若昀　 (74)专利代理 机构 北京科迪生专利代理有限责 任公司 1 1251 专利代理师 关玲　顾炜 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 适用于分析叶片-楔 形缘板阻尼器的非线性 接触模型构建方法及系统 (57)摘要 本发明提供一种适用于 分析叶片 ‑楔形缘板 阻尼器的非线性接触模型构建方法及系统。 获取 叶片‑楔形缘板阻尼器网格数据结构对象及动力 学参数； 基于所述网格数据结构和动力学参数构 建叶片‑楔形缘板阻尼器动力学模型； 基于叶片 ‑ 楔形缘板阻尼器动力学模型， 构建叶片 ‑楔形缘 板阻尼器非线性接触响应模型； 基于所述模型、 网格、 节点及所述动力学参数输出 非线性分析文 件， 以供非线性接触分析求解器生成非线性接触 分析模型并进行数值计算。 本发明通过建立叶 片‑楔形缘板阻尼器的接触运动模型、 发展多重 减缩技术和时频域求解技术， 提出了能反映阻尼 器滚转、 惯性和柔性影响的求解效率更高、 更稳 健的叶片 ‑楔形缘板阻尼器动力学模 型的强迫振 动响应求 解方法。 权利要求书2页 说明书10页 附图3页 CN 115329643 A 2022.11.11 CN 115329643 A 1.一种适用于分析叶片 ‑楔形缘板阻尼器的非线性接触模型构建方法， 其特征在于， 包 括： 步骤1、 获取叶片 ‑楔形缘板阻尼器网格数据结构对象及动力学参数； 步骤2、 基于所述网格数据结构和动力学参数构建叶片 ‑楔形缘板阻尼器动力学模型； 步骤3、 基于叶片 ‑楔形缘板阻尼器动力学模型， 构建叶片 ‑楔形缘板阻尼器非线性接触 响应模型； 步骤4、 基于所述模型、 网格、 节点及所述动力学参数输出非线性分析文件， 以供非线性 接触分析求 解器生成非线性接触分析模型并进行 数值计算。 2.根据权利要求1所述的一种适用于分析叶片 ‑楔形缘板阻尼器的非线性接触模型构 建方法， 其特征在于， 所述叶片 ‑楔形缘板阻尼器网格数据结构对象及动力学参数， 具体包 括： 楔形缘板阻尼器与两侧叶片接触面上的所有网格节点编号和所述接触面网格节点对 应的三维坐标； 所有所述叶片经过固定界面模态综合法缩减后的网格节点编号和所述叶片网格节点 对应的三维坐标； 所述阻尼器的几何参数及所述叶片有限元网格节点对应的质量矩阵、 刚度矩阵； 以及所述叶片 ‑楔形缘板阻尼器有限元模型在压 紧力作用下接触面网格节点对应的节 点力矩阵。 3.根据权利要求2所述的一种适用于分析叶片 ‑楔形缘板阻尼器的非线性接触模型构 建方法， 其特 征在于， 所述 步骤2具体包括： 步骤201、 根据叶片 ‑楔形缘板阻尼器网格数据结构对象及动力学参数， 进行离心力作 用下所述阻尼器与叶片的静力结构 计算， 得到所述阻尼结构在柔性条件下的静变形和实际 接触正压力； 步骤202、 根据 前述阻尼器接触面网格节点的静变形和接触力计算结果， 判定所述阻尼 器与两侧叶片接触面上网格节点的接触状态， 据此在所述接触面上选择恰当的接触点， 建 立简化的叶片 ‑楔形缘板阻尼器接触运动模型； 步骤203、 建立所述 叶片‑楔形缘板阻尼器静平衡状态下广义位移边界条件， 及静平衡 状态下所述接触面的受力边界条件。 4.根据权利要求3所述的一种适用于分析叶片 ‑楔形缘板阻尼器的非线性接触模型构 建方法， 其特 征在于， 选择接触点的位置和数目， 具体包括： 步骤a、 获取 所述阻尼结构与两侧缘板 接触面正压力分布， 判定 接触面的接触 状态； 步骤b、 将所述接触面按接触状态及正压力分布划分区域， 得到接触应力相近的接触区 域； 步骤c、 对所述接触区域计算 正压力合力位置坐标， 在所述 合力位置设定 接触点； 步骤d、 在所述接触点建立粘滞 ‑滑移单元表征接触对间作用力和力矩。 5.根据权利要求4所述的一种适用于分析叶片 ‑楔形缘板阻尼器的非线性接触模型构 建方法， 其特 征在于， 所述 步骤3具体包括： 步骤301、 建立所述阻尼器两侧叶片的离散的非线性振动微分方程组， 采用数值谐波平 衡法将叶片离散的非线性振动微分方程组转化为 非线性代数方程组， 取无干摩擦情况下所权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115329643 A 2述阻尼器两侧叶片的响应或上一频率 点的稳态响应作为初值； 步骤302、 将所述阻尼器两侧的缘板处接触点的振动响应转化到时域中， 结合所述楔形 缘板阻尼结构的动力学模型， 应用变步长Dormand ‑Prince Runge‑Kutta 45求解方法在时 域内求解摩擦力， 然后通过线性插值得到符合采样要求的等步长的时域信号傅里叶变换求 解成本， 再通过傅里叶变换将所述非线性摩擦力时域信号投影到频域中， 重复循环此变步 长时频域迭代求解过程直到满足收敛条件， 得到振动位移与非线性摩擦力之间的显式关 系。 6.根据权利要求1至5之一所述的一种适用于分析叶片 ‑楔形缘板阻尼器的非线性接触 模型构建方法， 其特征在于， 所述模 型、 网格、 节点及所述动力学参数输出非线性分析文件， 以供非线性接触分析求 解器生成非线性接触分析模型并进行 数值计算。 7.一种根据权利要求1 ‑6之一所述的适用于分析叶片 ‑楔形缘板阻尼器的非线性接触 模型构建方法的构建系统， 其特 征在于， 包括： 获取模块， 用于获取叶片 ‑楔形缘板阻尼器网格数据结构对象及动力学参数； 构建模块， 用于基于所述网格数据结构和动力学参数构建叶片 ‑楔形缘板阻尼器动力 学模型； 响应模块， 用于基于叶片 ‑楔形缘板阻尼器动力学模型， 构建叶片 ‑楔形缘板阻尼器非 线性接触响应模型； 输出模块， 用于基于所述模型、 网格、 节点及所述动力学参数输出非线性分析文件， 以 供非线性接触分析求 解器生成非线性接触分析模型并进行 数值计算。 8.一种电子设备， 包括存储器、 处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算 机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述的一种 适用于分析叶片 ‑楔形缘板阻尼器的非线性接触模型构建方法的步骤。 9.一种非暂态计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 该计算机程 序被处理器执行时实现如权利要求 1至6任一项的所述一种适用于 分析叶片 ‑楔形缘板阻尼 器的非线性接触模型构建方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115329643 A 3