本书以叶片-机匣碰摩系统为研究对象，建立了悬臂梁、悬臂板、盘片结构、转子-叶片和转子-盘片结构动力学模型，推导了叶片-弹性机匣碰摩力模型，分析了叶片-机匣碰摩对叶片、转子、机匣振动以及榫连接触特性的影响，并通过模型实验，验证了所开发模型的有效性。

马辉，东北大学机械工程与自动化学院教授，博士生导师，本书靠前作者。1978年9月生于河北省安平县，2007年获机械设计及理论博士学位，留校任讲师，2015年晋升为教授。2008年8月～2011年3月，在沈阳鼓风机集团有限公司从事博士后研究工作；2014年11月～2015年10月，在英国谢菲尔德大学做访问学者，合作导师郎自强教授；2010年获辽宁省很好博士后，2011年入选“新世纪人才支持计划”，2013年入选东北大学首批高层次人才培养计划“曙光学者”。应邀担任《声学与振动》杂志编委、International Journal of Rotating Machinery特邀编辑、机械工程学会和振动工程学会不错会员，并担任Journal of Sound and Vibration、Mechanical Systems and Signal Processing、《机械工程学报》、《振动工程学报》等32个靠前外学术期刊的审稿人。主要从事旋转机械动力学方面研究，为东北大学闻邦椿院士课题组核心成员之一、“航空动力装备振动及控制”重点实验室（B类）主要成员之一。近几年主持国家自然科学基金[大型离心压缩机转子系统的耦合碰摩故障机理若干关键问题的研究（50805019）、航空发动机旋转叶片-涂层机匣碰摩机理及动力学特性研究（U1433109）]、博士点基金、中国博士后基金、基本科研项目和机械传动国家重点实验室、机械结构强度与振动国家重点实验室开放基金等纵向科研项目11项；同时参加了多个国家自然科学基金重点项目、973计划和863计划项目。参与撰写著作1部，获国家发明4项，计算机软件著作权6项；获得辽宁省科技进步奖一等奖1项，中国冶金科学技术奖二等奖和中国机械工业科学技术奖二等奖各1项。
闻邦椿，东北大学教授，博士研究生导师，1930年9月生于浙江杭州。1955年毕业于东北工学院，1957年研究生毕业后留校任教。现为东北大学机械设计及理论研究所名誉所长、辽宁省创意产业协会会长，曾任东北大学机械设计及理论985工程首席教授。1991年当选为中国科学院院士。现任靠前转子动力学技术委员会委员、靠前机器理论与机构学联合会中国委员会委员。先后曾任东北工学院机械二系主任，国务院学位委员会第二、三、四届学科评议组成员，国家自然科学奖、技术发明奖、科学技术进步奖评审委员会委员，国家“长江学者”奖励委员会评审组成员，国家自然科学基金评审组成员，第六、七、八、九届全国政协委员，中国振动工程学会理事长，《振动工程学报》主编，《机械工程学报》等多种杂志编委，上海交通大学“振动、冲击、噪声”国家重点实验室学术委员会主任，北京吉利大学校长等。他长期从事教学工作，讲授“机械振动学”等课程。除培养本科生外，截至2015年末，已培养122名硕士研究生、90名博士研究生和16名博士后，指导国外访问学者2名，为我国人才培养做出了重要贡献。在科研方面，他完成了国家自然科学基金重大项目、重点项目和973计划、863计划项目等国家纵向和横向科研项目数十项。开辟了几个重要学术方向，撰写出版了《振动利用工程》、《工程非线性振动》，均为靠前上该领域靠前部专著。他和课题组同事先后发表学术论文800余篇，署名靠前作者的论文180多篇，被SCI、EI和ISTP检索的近260篇，被引用3000余次。他完成了诸多理论和技术创新，取得了重大的经济和社会效益。他撰写及参与的著作、教材及手册共有70部，作为靠前作者的有55部。两部著作获全国很好科技图书二等奖，主编的《机械设计手册》获中国出版政府奖提名奖。他获靠前奖2项，国家奖5项，省、部级一、二等奖20余项，获国家20余项。2012年被授予全国振动利用工程研究领域的“终身成就奖”。他曾访问36个国家，多次应邀去德国、日本等国讲学，参加在美国、英国等20余个国家召开的靠前学术会议，宣读论文70余篇，多次应邀做大会报告，4次主持靠前学术会议，担任会议。他曾是东北工学院和东北大学三届党委委员，多次获辽宁省劳动模范、沈阳市特等劳动模范和很好共产党员称号，是我国靠前批享受国务院特殊津贴的专家。他的简历及科研成果已载入《世界名人录》和靠前的多种名人辞典中。

前言
章绪论1
1.1目的及意义1
1.2国内外研究现状3
1.2.1叶片-机匣碰摩模型研究3
1.2.2悬臂叶片碰摩动力学特性研究11
1.2.3旋转带冠叶片碰撞动力学特性研究12
1.2.4盘片及转子-盘片系统叶尖碰摩动力学特性研究12
1.2.5叶片-机匣碰摩实验研究现状14
1.3本书的主要内容16
参考文献17
第2章旋转叶片动力学建模22
2.1概述22
2.2旋转悬臂梁动力学模型22
2.2.1旋转叶片运动微分方程22
2.2.2旋转叶片连续系统离散动力学方程25
2.3旋转悬臂板动力学模型28
参考文献33
第3章转子-叶片耦合系统动力学建模及模型验证34
3.1概述34
3.2转子-叶片耦合系统动力学模型34
3.2.1转子-叶片耦合系统运动微分方程34
3.2.2转子-叶片耦合系统矩阵组集43
3.3基于固有特性的模型验证49
3.4本章小结61
参考文献61
第4章旋转叶片-弹性机匣碰摩模型及模型验证62
4.1概述62
4.2叶片-机匣碰摩模型63
4.2.1叶片-机匣碰摩模型推导63
4.2.2不同参数对碰摩力的影响66
4.3叶片-机匣碰摩实验69
4.3.1实验设备69
4.3.2实验结果70
4.4基于准静态碰摩力的仿真及实验结果对比73
4.4.1不同尺寸叶片碰摩力结果分析73
4.4.2不同转速下碰摩力结果分析74
4.4.3本章模型与现有模型的比较75
4.5动态碰摩力仿真76
4.5.1机匣动力学模型76
4.5.2旋转叶片的动态法向碰摩力77
4.6本章小结79
参考文献80
第5章基于悬臂梁理论的叶片-机匣碰摩动力学81
5.1概述81
5.2旋转叶片模型建立与验证81
5.2.1旋转叶片动力学模型81
5.2.2基于固有特性及响应的模型验证82
5.3考虑叶尖碰摩的旋转叶片动力学模型83
5.4考虑叶尖碰摩的旋转叶片振动响应分析85
5.4.1静态不对中的影响85
5.4.2机匣刚度的影响88
5.4.3机匣变形的影响90
5.5本章小结92
第6章旋转带冠叶片碰撞动力学93
6.1概述93
6.2旋转带冠叶片模型建立与验证93
6.2.1旋转带冠叶片动力学模型94
6.2.2考虑碰撞带冠叶片动力学模型98
6.2.3基于固有特性及响应的模型验证98
6.3不同参数对碰撞振动响应的影响100
6.3.1冠间间隙对系统响应的影响100
6.3.2叶片转速对系统响应的影响105
6.3.3气动力幅值对系统响应的影响107
6.4本章小结109
参考文献109
第7章基于悬臂板理论的叶片-机匣碰摩动力学110
7.1概述110
7.2基于固有特性的悬臂板叶片模型验证110
7.3含不对中的叶片-机匣碰摩模型112
7.4叶片-机匣碰摩导致的振动响应分析113
7.4.1机匣刚度的影响114
7.4.2不对中的影响118
7.4.3叶片-机匣最小间隙的影响119
7.5本章小结120
第8章基于变厚度壳的叶片-机匣碰摩动力学122
8.1概述122
8.2基于变厚度壳的叶片有限元模型122
8.3叶片固有特性分析124
8.4叶片-机匣碰摩模型126
8.5叶片-机匣碰摩动力学特性分析129
8.5.1气动力幅值的影响131
8.5.2静态不对中的影响135
8.5.3机匣刚度的影响138
8.5.4叶片气动力频率的影响141
8.6本章小结143
第9章不同叶片模型对叶尖碰摩动力学特性的影响144
9.1概述144
9.2叶片有限元模型及叶片-机匣碰摩模型144
9.2.1叶片的有限元模型144
9.2.2考虑叶片和机匣宽度的叶片-机匣碰摩模型145
9.3无碰摩情况下4种叶片模型动力学特性分析146
9.44种叶片模型叶尖碰摩动力学特性分析152
9.4.1基于梁模型的碰摩响应分析153
9.4.2基于等厚度直板模型的碰摩响应分析154
9.4.3基于等厚度扭板模型的碰摩响应分析155
9.4.4基于变厚度壳模型的碰摩响应分析158
9.5本章小结161
参考文献161
0章榫连盘片结构叶尖-机匣碰摩动力学162
10.1概述162
10.2盘片有限元模型及简化的叶尖碰摩力模型162
10.2.1盘片有限元模型162
10.2.2模拟叶尖局部碰摩的脉冲力模型164
10.3考虑叶尖碰摩的叶片动力学及榫连接触特性分析165
10.3.1转速的影响165
10.3.2侵入量的影响173
10.4本章小结177
参考文献178
1章转子-叶片-机匣系统碰摩动力学179
11.1概述179
11.2转子-叶片-机匣系统碰摩动力学模型179
11.3不同碰摩力模型对系统碰摩响应的影响183
11.4不同参数对单叶片碰摩响应的影响185
11.4.1机匣质量对系统碰摩响应的影响185
11.4.2机匣刚度对系统碰摩响应的影响187
11.5不同参数对多叶片碰摩响应的影响189
11.5.1转速对碰摩的影响189
11.5.2不同叶片数对碰摩的影响192
11.6仿真与实验结果对比分析193
11.7本章小结202
参考文献202
2章转轴-盘片-机匣系统叶尖碰摩动力学203
12.1概述203
12.2考虑叶尖碰摩的转轴-盘片系统动力学模型203
12.2.1转轴-盘片系统有限元模型203
12.2.2含叶尖碰摩的转轴-盘片-机匣系统有限元模型205
12.2.3基于固有特性的模型验证207
12.3转轴-盘片-机匣系统碰摩振动响应分析212
12.3.1转速的影响214
12.3.2安装角的影响217
12.3.3机匣刚度的影响219
12.4本章小结224
参考文献225
附录A悬臂板相关矩阵附录226
附录B转子-叶片相关矩阵附录231
附录B.1叶片矩阵元素表达式231
附录B.2叶片-转子耦合矩阵元素表达式232
附录B.3叶片-转子附加矩阵元素表达式234
附录B.4叶片-转子非线性力向量元素表达式237
彩图