汽輪機自帶圍帶葉片動力特性有限元分析.pdf

1、本文研究大型汽輪機自帶圍帶葉片的振動特性，著重論述自帶圍帶葉片的減振機理、影響減振效果的因素及其在運行過程中形成整圈自鎖的條件。作為工程實例，將國產(chǎn)1029mm葉頂自由葉片改型為自帶圍帶葉片，以三維實體單元?；瘡碗s葉型，采用三維有限元方法，對改型葉片及整圈自鎖葉片的動靜力特性進行了理論分析和數(shù)值計算。 在集中參數(shù)模型分析方面，建立了單自由度模型，在該模型中考慮了圍帶接觸面正壓力N<,0>、接觸剛度k<,d>、摩擦系數(shù)μ、與周向的

2、夾角α、激振力幅值F<,0>對自帶圍帶葉片減振特性的影響。其中，參數(shù)α的考慮是對已有模型的重要改進。參數(shù)α對阻尼圍帶的減振效果具有較大影響，合理地選取參數(shù)口可使阻尼圍帶的減振效果達到最佳。 在葉片建模方面，針對葉片變截面、大扭曲度、各特征截面型線為復雜曲線，不能用常規(guī)的初等曲線來描述的特點，提出了基于NURBS造型理論的葉片三維實體造型方法，對實例葉片進行了三維實體造型，利用三維實體模型并借助有限元方法來分析長葉片的動靜力特性，

3、改進了長葉片動靜力特性分析方法。 在葉片動靜力特性有限元分析方面，借助有限元分析軟件ALGOR，研究了轉(zhuǎn)速、圍帶工作面間初始間隙δ、與周向的夾角α對葉片扭轉(zhuǎn)恢復角及圍帶接觸緊度的影響：對自由葉片、整圈自鎖葉片的固有頻率、振型進行了計算分析，繪制了共振轉(zhuǎn)速圖(Campbell圖)，并考核了整圈自鎖葉片在2850～3090r/min范圍內(nèi)是否存在節(jié)徑數(shù)m≤6的“三重點”共振，對機組的安全運行具有實際的指導意義；提出改進的摩擦模型解決