针对航空发动机叶片振动疲劳损伤问题,建立了带振动能量耗散机制的气膜阻尼理论模型。将气膜内气体的流动分别等效为牛顿流体的流动和泊肃叶流体的流动,推导出气膜阻尼结构的阻尼比方程,研究了带气膜阻尼悬臂平板的振动特性。目的是为航空发动机风扇叶片气膜阻尼的结构设计提供理论依据和技术支撑。结果表明泊肃叶流体能够考虑更多的振动能量耗散机制,计算得到的阻尼比要大于由牛顿流体得到的阻尼比;当平板振动频率比较低且流体附面层厚度的影响不能忽略时,气膜阻尼存在最优厚度;气膜的厚度、长度等几何尺寸对气膜阻尼的抑振效果有较大影响,在设计时应予考虑;气膜阻尼结构的安装位置不仅影响平板的抑振效果,而且改变了平板的共振频率。

针对航空发动机风扇叶片气膜阻尼的结构设计,采用统计能量分析法深入分析了气膜阻尼系统的振动特性,建立了带气膜阻尼悬臂平板的阻抗传递模型。基于多物理场耦合机理,将气膜内气体的流动分别等效为不可压缩和可压缩流体的流动,推导出气膜阻尼结构的阻尼比方程,研究了带气膜阻尼悬臂平板全频段范围内的振动特性。结果表明气膜阻尼系统对平板有很好的抑振作用,并且气膜阻尼系统的振动存在临界频率,在临界频率以下,不可压缩流体模型与可压缩流体模型几乎无差异,但在临界频率以上,可压缩流体模型能够更好地计算气膜阻尼系统的阻尼比,更符合实际流体的泵吸效应。