旋轉(zhuǎn)葉片動力學(xué)特性研究.pdf

1、燃氣輪機是一項多種技術(shù)集成的高新技術(shù)產(chǎn)品，是復(fù)雜旋轉(zhuǎn)機械設(shè)備的代表。葉片是燃氣輪機的心臟，也是燃氣輪機產(chǎn)生事故最多的關(guān)鍵部件之一，它的性能直接影響著燃氣輪機運行的安全性和穩(wěn)定性。據(jù)統(tǒng)計，美國電站汽輪機強迫停機率的70％與葉片損壞有關(guān)，葉片事故引起的損失往往占全部損失的一半左右。因此對旋轉(zhuǎn)葉片動力學(xué)特性研究，提高燃氣輪機的性能、耐久性、可靠性和壽命，避免由葉片損傷造成的事故和不必要的經(jīng)濟損失是十分必要的，具有重要的工稃價值。
　　本

2、文主要采用三維有限元技術(shù)、循環(huán)對稱算法、接觸分析及預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析等數(shù)值分析方法，對旋轉(zhuǎn)葉片的固有特性和振動響應(yīng)進行了全面的分析研究。
　　首先，在考慮葉片榫頭與輪盤榫槽界面接觸的基礎(chǔ)上，研究了具有循環(huán)對稱結(jié)構(gòu)的葉片-輪盤耦合系統(tǒng)固有特性，得到了葉片-輪盤耦合系統(tǒng)的固有頻率及相應(yīng)的振型，分析了葉片與輪盤的耦合對葉片振動的影響;利用上述計算結(jié)果，對葉片-輪盤耦合系統(tǒng)進行了固有特性分析，繪制出Campbell圖，并通過Campbell圖

3、確定了共振轉(zhuǎn)速，為進一步研究葉片-輪盤耦合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化和進行振動安全評估提供了必要的理論依據(jù)。
　　其次，研究了葉片-機匣碰摩情況下旋轉(zhuǎn)葉片的動力學(xué)響應(yīng)。針對葉片與機匣碰摩的特點，提出了一種碰摩力模型:將葉片與機匣碰摩過程中產(chǎn)生的碰摩力簡化為一個半正弦脈沖激振力，并推導(dǎo)出該脈沖激振力中各參數(shù)的計算公式;分析了旋轉(zhuǎn)葉片在輕微碰摩、中度碰摩、嚴重碰摩三種不同碰摩程度對旋轉(zhuǎn)葉片位移和動應(yīng)力的影響。
　　最后，研究了尾流激振情