汽輪機(jī)自帶圍帶葉片動(dòng)力特性有限元分析.pdf

1、本文研究大型汽輪機(jī)自帶圍帶葉片的振動(dòng)特性，著重論述自帶圍帶葉片的減振機(jī)理、影響減振效果的因素及其在運(yùn)行過(guò)程中形成整圈自鎖的條件。作為工程實(shí)例，將國(guó)產(chǎn)1029mm葉頂自由葉片改型為自帶圍帶葉片，以三維實(shí)體單元模化復(fù)雜葉型，采用三維有限元方法，對(duì)改型葉片及整圈自鎖葉片的動(dòng)靜力特性進(jìn)行了理論分析和數(shù)值計(jì)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(duì)自帶圍帶葉片減振特性的影響。其中，參數(shù)α的考慮是對(duì)已有模型的重要改進(jìn)。參數(shù)α對(duì)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(dá)到最佳。 在葉片建模方面，針對(duì)葉片變截面、大扭曲度、各特征截面型線為復(fù)雜曲線，不能用常規(guī)的初等曲線來(lái)描述的特點(diǎn)，提出了基于NURBS造型理論的葉片三維實(shí)體造型方法，對(duì)實(shí)例葉片進(jìn)行了三維實(shí)體造型，利用三維實(shí)體模型并借助有限元方法來(lái)分析長(zhǎng)葉片的動(dòng)靜力特性，

3、改進(jìn)了長(zhǎng)葉片動(dòng)靜力特性分析方法。 在葉片動(dòng)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(duì)葉片扭轉(zhuǎn)恢復(fù)角及圍帶接觸緊度的影響：對(duì)自由葉片、整圈自鎖葉片的固有頻率、振型進(jìn)行了計(jì)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(diǎn)”共振，對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行具有實(shí)際的指導(dǎo)意義；提出改進(jìn)的摩擦模型解決