具有干摩擦阻尼的汽輪機(jī)葉片振動(dòng)分析.pdf

1、汽輪機(jī)葉片是汽輪機(jī)的關(guān)鍵零件，對(duì)于汽輪機(jī)的安全運(yùn)行至關(guān)重要。葉片可能在因氣流的周期性擾動(dòng)力作用下發(fā)生異常振動(dòng)，從而導(dǎo)致高周或低周疲勞失效。利用葉冠之間的干摩擦力產(chǎn)生的阻尼，是一種有效抑制葉片振動(dòng)、降低葉片動(dòng)應(yīng)力的有效手段。因此研究葉冠干摩擦阻尼的減振機(jī)理十分必要。本文圍繞汽輪機(jī)中帶阻尼減振裝置（此處指葉冠）葉片的固有振動(dòng)特性及動(dòng)力響應(yīng)特性，開(kāi)展了以下工作： （1）用有限元法計(jì)算了平行冠葉片的固有振動(dòng)特性。計(jì)算了某汽輪機(jī)中壓第一級(jí)和

2、第十三級(jí)動(dòng)葉片在不同載荷條件下的固有頻率。在工作載荷下，這兩種葉片的周向一彎固有頻率分別為：1027.2Hz和199.66Hz，計(jì)算結(jié)果同實(shí)驗(yàn)結(jié)果非常接近。 （2）計(jì)算了鋸齒冠葉片的固有振動(dòng)特性。利用ANSYS 軟件非線性接觸的功能，計(jì)算了鋸齒冠在不同轉(zhuǎn)速下的接觸應(yīng)力和接觸區(qū)域的變化。計(jì)算結(jié)果表明：在零轉(zhuǎn)速和100％工作轉(zhuǎn)速下的周向一彎固有頻率分別為100.9Hz和139.7Hz，在35％工作轉(zhuǎn)速附近葉冠之間開(kāi)始發(fā)生接觸，葉片可能

3、在此轉(zhuǎn)速以后呈現(xiàn)整圈振動(dòng)特性。 （3）建立了帶冠葉片的干摩擦阻尼模型，將葉冠接觸面之間的干摩擦力變換為等效剛度和等效阻尼。根據(jù)該模型進(jìn)行了算例驗(yàn)證，本文計(jì)算結(jié)果同相關(guān)文獻(xiàn)的計(jì)算結(jié)果對(duì)比表明：本文建立的干摩擦阻尼模型和計(jì)算方法是正確有效的。 （4）計(jì)算了平行冠和鋸齒冠葉片的諧響應(yīng)特性。編制fortran 程序和命令流文件，可用于自動(dòng)構(gòu)造接觸區(qū)域的阻尼矩陣和剛度矩陣，并計(jì)算了考慮干摩擦阻尼作用下葉片動(dòng)應(yīng)力，與未考慮干摩擦阻尼的計(jì)