自帶冠葉片接觸碰撞的非線(xiàn)性振動(dòng)特性.pdf

1、葉片系統(tǒng)的故障嚴(yán)重威脅著汽輪機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械系統(tǒng)的正常運(yùn)行。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),發(fā)動(dòng)機(jī)故障中有40％以上是由葉片振動(dòng)導(dǎo)致。因此,提高旋轉(zhuǎn)機(jī)械葉片的安全可靠性和運(yùn)行穩(wěn)定性是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)之一,對(duì)保障旋轉(zhuǎn)機(jī)械系統(tǒng)的正常工作運(yùn)轉(zhuǎn)有重要意義。作為新穎的設(shè)計(jì)技術(shù),自帶冠葉片的獨(dú)特之處在于葉片在高速旋轉(zhuǎn)下產(chǎn)生的離心力會(huì)使葉片產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)恢復(fù)趨勢(shì),從而使整圈葉片緊密連接在一起,這樣可以有效地防止蒸汽泄漏,減少葉片頂端橫向流動(dòng)損失,并通過(guò)冠間接觸摩擦和碰撞消耗葉片

2、的振動(dòng)能量。除此之外,該結(jié)構(gòu)葉片還具有裝配簡(jiǎn)單維修方便等優(yōu)點(diǎn),因而自帶冠葉片正逐漸受到制造廠(chǎng)家和科研設(shè)計(jì)人員的重視。但是自帶冠葉片發(fā)生葉冠間的接觸碰撞時(shí),在接觸面上法向碰撞和切向粘著、滑移運(yùn)動(dòng)都將引起接觸力的變化,使得碰撞過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)呈現(xiàn)出非線(xiàn)性特性,導(dǎo)致對(duì)它的理論研究具有一定難度,這也影響了目前對(duì)自帶冠葉片接觸碰撞的振動(dòng)特性和減振機(jī)理的了解和認(rèn)知。因此,深入研究自帶冠葉片的接觸碰撞減振特性,延長(zhǎng)葉片的使用壽命,對(duì)提高汽輪機(jī)的使用效

3、率和可靠性,具有重要的實(shí)際意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　本文針對(duì)汽輪機(jī)自帶冠葉片接觸減振機(jī)理問(wèn)題,開(kāi)展了以下工作:
　　1.將葉片?；癁閼冶哿耗Ｐ?利用連續(xù)梁的彎曲振動(dòng)理論,建立了自帶冠葉片接觸碰撞動(dòng)力學(xué)模型的偏微分方程。模型中采用Hertz接觸力模型描述葉冠間的接觸和碰撞,并考慮了慣性力和氣流激振力對(duì)葉片振動(dòng)的影響。
　　2.采用Galerkin模態(tài)截?cái)喾椒▽⑦B續(xù)梁模型離散,并將偏微分方程簡(jiǎn)化為常微分方程,為獲得葉片系統(tǒng)的解