自帶冠葉片接觸碰撞的非線性振動特性.pdf

1、葉片系統(tǒng)的故障嚴重威脅著汽輪機等旋轉機械系統(tǒng)的正常運行。據(jù)有關資料統(tǒng)計,發(fā)動機故障中有40％以上是由葉片振動導致。因此,提高旋轉機械葉片的安全可靠性和運行穩(wěn)定性是當前的研究熱點之一,對保障旋轉機械系統(tǒng)的正常工作運轉有重要意義。作為新穎的設計技術,自帶冠葉片的獨特之處在于葉片在高速旋轉下產生的離心力會使葉片產生扭轉恢復趨勢,從而使整圈葉片緊密連接在一起,這樣可以有效地防止蒸汽泄漏,減少葉片頂端橫向流動損失,并通過冠間接觸摩擦和碰撞消耗葉片

2、的振動能量。除此之外,該結構葉片還具有裝配簡單維修方便等優(yōu)點,因而自帶冠葉片正逐漸受到制造廠家和科研設計人員的重視。但是自帶冠葉片發(fā)生葉冠間的接觸碰撞時,在接觸面上法向碰撞和切向粘著、滑移運動都將引起接觸力的變化,使得碰撞過程中產生的振動呈現(xiàn)出非線性特性,導致對它的理論研究具有一定難度,這也影響了目前對自帶冠葉片接觸碰撞的振動特性和減振機理的了解和認知。因此,深入研究自帶冠葉片的接觸碰撞減振特性,延長葉片的使用壽命,對提高汽輪機的使用效

3、率和可靠性,具有重要的實際意義和應用價值。
　　本文針對汽輪機自帶冠葉片接觸減振機理問題,開展了以下工作:
　　1.將葉片模化為懸臂梁模型,利用連續(xù)梁的彎曲振動理論,建立了自帶冠葉片接觸碰撞動力學模型的偏微分方程。模型中采用Hertz接觸力模型描述葉冠間的接觸和碰撞,并考慮了慣性力和氣流激振力對葉片振動的影響。
　　2.采用Galerkin模態(tài)截斷方法將連續(xù)梁模型離散,并將偏微分方程簡化為常微分方程,為獲得葉片系統(tǒng)的解