汽轮机轮系模型振动的模态分析和参数识别

将模态分析方法用于汽轮机叶片—叶轮模型耦合振动特性的动力分析中。采用锤击法对叶片—叶轮模型进行了模态分析和参数识别。通过模态分析实验对汽轮机轮系振动特性进行了研究。实验结果与计算值吻合较好。     

风电机组叶片故障仿真与状态判别研究

该文利用Bladed软件模拟叶片覆冰和破损故障,通过对比和分析风电机组叶片故障与正常时的运行数据,发现叶片故障状态时的机组运行参数变化特征;然后利用叶片振动信号,基于叶片工作模态分析理论识别出叶片模态参数,根据模态参数的变化揭示了两种故障对叶片振动影响的区别;最后将所识别的叶片模态参数与风电机组的运行参数组成多源数据,采用LightGBM框架下的分类决策树算法实现了对叶片故障状态的有效判断和识别。     

5 MW风力机叶片模态特性分析

为了研究叶片铺层和主梁形式对大型自适应叶片动态特性的影响,利用Ansys软件建立了5 MW风力机叶片的有限元模型.对不同梁帽铺层角度和主梁形式的叶片进行了模态分析,给出了各模型的前十阶固有频率和振型,分析了叶片梁帽铺层角度、主梁形式和转速对风力机叶片固有频率的影响.结果表明：叶片梁帽铺层角度和叶片主梁形式对固有频率具有重要影响;在叶片的弯扭耦合设计过程中,要考虑设计参数对叶片模态特性的影响,以避免叶片发生振动性能失效.     

风力机旋转风轮振动模态分析

对水平轴风力机旋转风轮振动模态计算分析方法和影响固有频率计算结果的因素进行了研究。应用多体动力学的方法，探讨了旋转叶片动力刚化效应产生的原因；考察了叶片动力刚化效应以及玻璃钢／复合材料的各向异性性质对叶片振动模态的影响；通过自行开发的前处理软件建立叶片实体模型，运用ANSYS结构分析软件对所设计的600kW风力机旋转风轮的振动模态作了仿真分析，得到了风力机复合材料叶片动力刚化效应振动模态数值分析结果，并对结果进行了分析比较。     

大型风力机叶片模态测试与分析

利用建成的大型风力机叶片的振动特性分析装置,用测力法和不测力法对风力机叶片进行模态试验及分析,测试了风力机叶片的模态参数（固有频率、阻尼和振型）,得到了叶片的振动特性。采用共振法将偏心电机和变频器连成一体作为激励源测试了叶片的固有频率,实验验证了单叶片的危险运行频率。对大型风力机叶片模态试验及分析提供了可靠的实验装置和试验方法,对风力机叶片动力学特性分析提供有力工具。     

失谐叶片-轮盘结构振动局部化的分析模型

叶片-轮盘结构失谐导致结构振动局部化和周期性丧失,使结构分析和研究过程对结构振动的分析模型提出了特殊的要求。对失谐叶片-轮盘结构分析模型的类型和特点进行了详细讨论。主要包括经典的分析模型,如集中参数模型、分布参数模型和有限元模型;传递函数模型,如直接传递函数模型和减缩传递函数模型;模态参数模型,如选择模态基模型、约束界面模态基模型和复合约束模态基模型等。最后提出了今后应深入研究的问题。     

增压器涡轮叶片模态特性研究

基于有限元法，对增压器涡轮吉进行模态特性研究，从理论上探讨了材料参数，离心惯性及工作温度对涡轮叶片模态特性的影响。根据Ｈａｍｉｌｔｏｎ原理，推导了考虑离心惯性力影响的涡轮叶片振动方程。给出了材料参数，工作温度对涡轮叶片模态特性影响的解析式。在涡轮转速不十分高时，引入等效弹性模量的概念，得出涡轮转速对叶片模态特性影响的近似公式。     

成圈叶片结构振动特性的整体计算模型

用扭曲梁单元和空间梁单元分别模化长叶片的叶型和连接件，并采用坐标变换将单元的动能和弹性应变能表达式从局部坐标系转化到总体坐标系，建立了分析成圈长叶片结构振动特性的整体计算模型。考虑到叶片结构的周期对称性，在建立方程时将指定位移的自由度保留在局部坐标系上。借助商业软件TECPLOT作为后处理，使模态振型可以直观的表现出来。算例表明，该模型可以有效计算成圈长叶片结构的振动特性，很好地反映成圈叶片结构的节径振动和节圆振动，为成圈叶片的振动设计和振动测量提供指导。     

叶片组轴向模态共振失效的理论与实验研究

为了找出叶片的失效机理及解决的办法，利用金相、扫描电镜等分析手段，从宏观和微观的角度对叶片及断口进行了观察和分析；用三维有限元法和实验方法对其振动特性进行了研究。分析得出：造成叶片开裂是由于叶片组第2类轴向振动模态和喷嘴叶栅出口气流不均匀引起的激振力频率发生共振，导致叶片高周疲劳造成的。叶根齿表面加工粗糙是裂纹起裂的一个重要诱发因素。采用不改变叶型，仅调整叶片组中的叶片数，成功地实现了叶片的改型设计。该研究表明：叶片组的第2类轴向振动模态同喷嘴激振力共振是危险的，应该避免。调整叶片组中的叶片数是调整叶片组轴向固有振动模态的一个有效方法。图6表3参5     

国产300MW汽轮机叶片模态分析与故障识别

应用模态分析的基本原理和CRAS系统，提出了叶片模态参数的测试方法，并对某厂国产300MW汽轮机叶片进行实测，分析讨论叶片断裂事故的原因。     

水平轴风力机风轮结构特性综合剪裁

基于静态与动态测试技术,对水平轴风力机风轮的结构特性进行了综合剪裁。在静态结构特性方面,用单点加集中荷载所得数据来综合评定受分布荷载作用的风轮叶片的强度及变形特性。为风轮叶片强度设计提供有效的判据。在动态测试方面,应用ＤＡＳ动态信号分析与故障诊断系统,对水平轴风力机的风轮叶片进行了试验模态分析,通过测量风轮叶片的振动信号,得到了风轮叶片的各阶模态分布,为风力机总机的总体优化设计提供了可靠的依据。     

小型风力发电机叶片模态特性分析

以800W水平轴风力发电机叶片为对象,研究其叶片的模态特性．从理论上介绍了应力刚化和旋转软化对叶片固有频率的影响,并给出了考虑应力刚化和旋转软化效应的振动方程;利用ANSYS软件建立了有限元模型,分别对风力发电机叶片在仅考虑应力刚化或旋转软化时,以及同时考虑应力刚化和旋转软化时的模态特性进行了计算分析．计算结果表明：应力刚化对固有频率的影响比旋转软化大;仅考虑旋转软化时,叶片的固有频率比零旋转角速度时低;而综合两者的影响时,叶片的固有频率比零旋转角速度时高．     

风力机桨叶结构振动特性有限元分析

假设风力机叶片是一个末端固支的悬臂梁结构,以有限元方法建立风力机叶片的振动方程,以实际的风力机７ＦＤ－２００为例,应用国际通用的大型有限元分析程序ＡＬＧＯＲ－ＦＥＡＳ,对其振动特性进行分析。ＢＯＲＬＡＮＤＣ３．１语言为编程工具,在ＡｕｔｏＣＡＤ１２ｆｏｒ ＷｉｎＡＤＳ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ环境下开发了简便易用的前处理模块,自动生成叶片的有限元网格图。在计算中,把风力机叶片的振动分为垂直于旋转平面     

水平轴风力风轮静态结构特性试验研究

提出了一种研究水平轴风力机风轮静态结构特性的测试方法，用单点加集中荷载所得数据来综合评定受分布荷载作用的风轮叶片的强度及变形特性，用于检验风轮叶片结构设计的合理性，获得在定常荷载作用下，叶片受力的危险截面，以小型水平轴风力机FD2-300的风轮叶片为例进行了试验研究。获得了该叶片的危险截面，试验证明：通过以抗弯截面系数和定常荷载作用下的截面弯矩曲线的颁上为判据进行叶片结构形状合理性分析是一种快速、实用的测试方法，可为研究风力机气动弹性稳定性和改进风轮叶片设计提供判据。     

Application of axial fan theory to horizontal‐axis wind turbine

In this work a simple method is developed to evaluate the design parameters of a horizontal‐axis wind turbine (HAWT). The method applies the available data of an axial fan to a HAWT for the same arc profile blade in both machines. The method is illustrated by a numerical example with a complete design procedure in which the pitch angle and the chord of the blade are calculated. These calculated results agree with the measured data of a commercial HAWT blade. Copyright © 2006 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于压力表示法的水平轴风力机风轮气动弹性稳定性模型及应用

该文对影响水平轴风力机气动弹性稳定性的物理机理进行了分析，对国内外的研究方法进行了阐述。建立了基于压力表示法的水平轴风力机风轮气动弹性稳定性敏感性分析方法的物理与数学模型，综合考虑了风力机风轮的气动与结构参数对气动弹性稳定的影响。以600kw水平轴风力机风轮为例，对其气动弹性稳定性进行了分析与研究，获得了该风力机的气动弹性稳定性裕度和工作范围。考虑到风力机三维流动、风轮与塔架的藕合以及来流湍流和阵风等来流工况的复杂性，该分析模型目前还没有将上述因素考虑在内。若均考虑在内，则其能够提供较高的气动弹性稳定性预测精度。     

Theoretical investigation of the power curve of small HAWT by combining aerodynamic and mechatronic systems

In this paper, a dynamic model is presented to analytically evaluate the power performance of small horizontal axis wind turbine (HAWT) by integrating all related theories in aerodynamics and mechatronics. This model is implemented into a computer program for predicting the output torque and power performance curve of small HAWT. In this implemented program, all pertinent formulations in the blade momentum theory (BEMT) and the Fleming's rule are combined together. For verifying the model, a small HAWT (rated 400 W) using an axial flux permanent magnet (AFPM) generator was experimented in a full-scale wind tunnel. For a field test, the prototype was installed in National Penghu University International Small-Medium Wind Turbine Site to collect data at various wind speeds in a whole month. The collected data turned out to agree with our prediction using the proposed model. In designing small HAWT, this model not only expedites the development process but also ensures safe operation of the complete system.     

钝尾缘叶片有限元模态与实验模态的对比研究

风力机叶片的模态分析是保障风力机整机稳定性及其可靠性分析的重要基础。对中国科学院工程热物理研究所研发的100kW钝尾缘实验叶片进行了有限元模态及实验模态研究,得出了叶片前几阶模态的振型及频率,探讨了对叶片稳定性影响比较显著的模态特性,通过对有限元模态及实验模态结果对比,分析了产生误差的原因及产生共振的可能性,为风力机叶片的稳定运行提供了理论依据。