具有干摩擦阻尼的汽輪機葉片振動分析.pdf

1、汽輪機葉片是汽輪機的關鍵零件，對于汽輪機的安全運行至關重要。葉片可能在因氣流的周期性擾動力作用下發(fā)生異常振動，從而導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、降低葉片動應力的有效手段。因此研究葉冠干摩擦阻尼的減振機理十分必要。本文圍繞汽輪機中帶阻尼減振裝置（此處指葉冠）葉片的固有振動特性及動力響應特性，開展了以下工作： （1）用有限元法計算了平行冠葉片的固有振動特性。計算了某汽輪機中壓第一級和

2、第十三級動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，計算結果同實驗結果非常接近。 （2）計算了鋸齒冠葉片的固有振動特性。利用ANSYS 軟件非線性接觸的功能，計算了鋸齒冠在不同轉(zhuǎn)速下的接觸應力和接觸區(qū)域的變化。計算結果表明：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)該模型進行了算例驗證，本文計算結果同相關文獻的計算結果對比表明：本文建立的干摩擦阻尼模型和計算方法是正確有效的。 （4）計算了平行冠和鋸齒冠葉片的諧響應特性。編制fortran 程序和命令流文件，可用于自動構造接觸區(qū)域的阻尼矩陣和剛度矩陣，并計算了考慮干摩擦阻尼作用下葉片動應力，與未考慮干摩擦阻尼的計