基于有限元模態(tài)分析的大型冷卻塔風(fēng)機葉片故障分析及監(jiān)控方法研究.pdf

1、分類號：TP277密級：(秘密、機密、絕密)學(xué)校代碼：10057研究生學(xué)號：08816003基于有限元模態(tài)分析的大型冷卻塔風(fēng)機葉片故障分析及監(jiān)控方法研究FailureAnalysisandMonitoringMethodResearchofLargeCoolingTowerFanBladeBasedonFiniteElementModalAnalysis專業(yè)名稱：機械制造及其自動化指導(dǎo)教師：陳建平副教授研究生姓名：黎海軍申請學(xué)位級別：工

2、學(xué)碩士論文提交日期：2012年12月論文課題來源：天津市應(yīng)用基礎(chǔ)及前沿技術(shù)研究計劃一大型冷卻塔風(fēng)機故障預(yù)警系統(tǒng)研究學(xué)位授予單位：天津科技大學(xué)摘要大型冷卻塔風(fēng)機在石油、電力、冶金、化工以及紡織等行業(yè)的工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，其運轉(zhuǎn)時能夠?qū)⒏邷氐墓I(yè)用水強迫冷卻，從而使水能夠循環(huán)使用。風(fēng)機的重要地位使得企業(yè)要求風(fēng)機具有較高的安全穩(wěn)定性能，實時掌握風(fēng)機的健康狀況，如有故障及時停機，避免重大事故，從而使得本文具有非常強的現(xiàn)實意義。本文以風(fēng)

3、機葉片模態(tài)分析為主要方法，詳細研究已損葉片的斷裂部位和斷裂方式，結(jié)合理論模態(tài)分析結(jié)論，分析葉片易斷部位，提出改善方案。深入學(xué)習(xí)已有的風(fēng)機故障診斷資料，提出一種新型、簡單、有效的監(jiān)控方式，設(shè)計科學(xué)、有效的風(fēng)機實時狀態(tài)監(jiān)控及報警系統(tǒng)。研究成果已經(jīng)用于中石化生產(chǎn)，實踐表明，具有良好的實用價值。本文的主要研究成果包括：(1)廣泛調(diào)研模態(tài)分析在冷卻塔風(fēng)機葉片分析中的應(yīng)用情況，深入研究風(fēng)機結(jié)構(gòu)，詳細分析風(fēng)機的常見故障形式，從機理上分析故障原因，重點

4、分析引起葉片斷裂的因素。(2)論述JxI機葉片靜態(tài)模態(tài)分析理論基礎(chǔ)，通過三維設(shè)計軟件Pro／E，建立風(fēng)機葉片三維實體模型，運用專業(yè)網(wǎng)格化軟件Hypermesh將葉片網(wǎng)格化，用有限元軟件ANSYS進行模態(tài)分析，對比分析各階模態(tài)，尋找風(fēng)機葉片易斷部位，并分析解決方案。(3)分析風(fēng)機葉片運轉(zhuǎn)時的模態(tài)，對比靜態(tài)模態(tài)分析結(jié)果，詳述動力剛化對于模態(tài)結(jié)果的影響，并通過葉片振型分析振動對于風(fēng)機葉片壽命的影響。(4)設(shè)計基于葉尖脈沖計時監(jiān)測原理的實時監(jiān)測