基于有限元模態(tài)分析的大型冷卻塔風機葉片故障分析及監(jiān)控方法研究.pdf

1、分類號：TP277密級：(秘密、機密、絕密)學校代碼：10057研究生學號：08816003基于有限元模態(tài)分析的大型冷卻塔風機葉片故障分析及監(jiān)控方法研究FailureAnalysisandMonitoringMethodResearchofLargeCoolingTowerFanBladeBasedonFiniteElementModalAnalysis專業(yè)名稱：機械制造及其自動化指導教師：陳建平副教授研究生姓名：黎海軍申請學位級別：工

2、學碩士論文提交日期：2012年12月論文課題來源：天津市應用基礎及前沿技術研究計劃一大型冷卻塔風機故障預警系統(tǒng)研究學位授予單位：天津科技大學摘要大型冷卻塔風機在石油、電力、冶金、化工以及紡織等行業(yè)的工業(yè)循環(huán)水系統(tǒng)中得到廣泛應用，其運轉(zhuǎn)時能夠?qū)⒏邷氐墓I(yè)用水強迫冷卻，從而使水能夠循環(huán)使用。風機的重要地位使得企業(yè)要求風機具有較高的安全穩(wěn)定性能，實時掌握風機的健康狀況，如有故障及時停機，避免重大事故，從而使得本文具有非常強的現(xiàn)實意義。本文以風

3、機葉片模態(tài)分析為主要方法，詳細研究已損葉片的斷裂部位和斷裂方式，結合理論模態(tài)分析結論，分析葉片易斷部位，提出改善方案。深入學習已有的風機故障診斷資料，提出一種新型、簡單、有效的監(jiān)控方式，設計科學、有效的風機實時狀態(tài)監(jiān)控及報警系統(tǒng)。研究成果已經(jīng)用于中石化生產(chǎn)，實踐表明，具有良好的實用價值。本文的主要研究成果包括：(1)廣泛調(diào)研模態(tài)分析在冷卻塔風機葉片分析中的應用情況，深入研究風機結構，詳細分析風機的常見故障形式，從機理上分析故障原因，重點

4、分析引起葉片斷裂的因素。(2)論述JxI機葉片靜態(tài)模態(tài)分析理論基礎，通過三維設計軟件Pro／E，建立風機葉片三維實體模型，運用專業(yè)網(wǎng)格化軟件Hypermesh將葉片網(wǎng)格化，用有限元軟件ANSYS進行模態(tài)分析，對比分析各階模態(tài)，尋找風機葉片易斷部位，并分析解決方案。(3)分析風機葉片運轉(zhuǎn)時的模態(tài)，對比靜態(tài)模態(tài)分析結果，詳述動力剛化對于模態(tài)結果的影響，并通過葉片振型分析振動對于風機葉片壽命的影響。(4)設計基于葉尖脈沖計時監(jiān)測原理的實時監(jiān)測