基于压气机动静叶干涉的共振研究

燃气轮机压气机叶片在设计时需要进行共振考核,但由于激振力复杂,叶片产生共振的条件也不相同。考虑了动静叶的干涉扰动,得到一般气流压力脉动模型,然后在压力脉动作用下推导下游动叶受迫响应的解析解,从受迫响应的解中得出基于压力脉动特性的共振条件。最后利用某燃气轮机压气机叶片轮盘模型进行了验证,得到了与理论推导一致的结果。该共振条件基于动静叶数量和动叶轮盘模态特性关系,揭示了阶次激励作用下叶片轮盘耦合振动存在更多可能出现的共振点,在设计阶段需要注意避开这些共振点,控制叶片振动,保证叶片安全运行。     

基于流固耦合的离心风机叶轮动力特性分析

采用数值计算软件CFX和Ansys对离心风机叶轮进行了流固耦合模拟研究,对叶轮的强度、模态和振动特性进行了计算和分析.结果表明:考虑流固耦合作用后,风机的气动性能几乎没有变化,但是叶轮最大总变形量减小2.5％,最大等效应力增大3.6％;考虑预应力效应后,叶轮的固有频率提高,且不同阶次条件下的提高幅度不同;在稳定运行工况下,叶轮周围气流压力的主要脉动频率与叶片通过频率相同;叶轮的固有频率部分落入局部共振区域,该区域的等效应力远小于叶轮材料的疲劳极限,不会导致叶轮疲劳破坏.     

某级压气机转子叶片高周振动疲劳强度储备分析研究

为完成某型燃气轮机压气机新设计转子叶片高周疲劳储备分析,采用基于叶尖定时法的激光非接触测量方法对该级转子叶片进行了振动应力测试,并结合理论计算和转子叶片高周疲劳极限试验,获得每一只叶片的高周振动疲劳强度储备,创新性地一次性完成了某级压气机新设计转子叶片振动疲劳性能的全面评估。研究表明:理论计算得到的叶片1阶弯曲共振转速为4 393 r/min,实测叶片在机组全部运行工况下的共振转速区间为4 276～4 435 r/min,叶片振动应力范围为54～123 MPa;试验实测得到的置信度满足95%及误差限度5%下叶片中值疲劳极限为730 MPa,推算得到99.99%高存活率下叶片高周疲劳极限约为660 MPa;结合叶片静强度分析结果、叶片材料的抗拉强度值、叶片振动应力值和99.99%高存活率下叶片的疲劳极限值进行计算,其高周振动疲劳强度最低储备为4.61,共振转速区间处于机组运行的过渡工况,满足设计要求。     

某型发动机低压二级叶片振动可靠性评估

鉴于某型发动机低压压气机二级叶片外场使用中损伤较多,应用振动可靠性评估的模糊方法和非概率方法对该级叶片进行振动可靠性评估。评估结果表明,该级叶片存在旋转失速激发的一阶弯曲振动共振导致的高周疲劳失效。     

高压压气机末级转子叶片振动特性分析

某高压压气机末级转子叶片曾多次发生掉角故障,目前为排除故障多采取局部削角的措施。为分析故障原因和排故后的效果,针对故障叶片和改进后的叶片进行有限元模态分析和振动特性试验,绘制坎贝尔图发现叶片在工作转速下可能会发生双扭复合共振,通过频率响应计算,定性分析了叶片的位移和Von-Mises应力响应变化,发现叶片削角后振幅略有增大,等效应力略有减小。结果表明,虽然削角不能使叶片避开共振区间,但是降低了振动应力水平,从而提高了叶片的抗振能力。     

大容量汽轮机阀序改造后调节级叶片强度安全性分析

以某600MW汽轮机调节级叶片为研究对象,采用有限元方法对阀序改造后顺序阀工况下调节级叶轮-叶片系统的结构应力、振动特性、瞬态动力响应和动应力进行计算分析。计算结果表明,顺序阀工况下调节级叶轮叶片系统的静强度和动强度满足强度设计要求,阀序改造后调节级叶轮-叶片系统可以安全稳定地运行。     

汽轮机自带冠阻尼叶片强度与振动特性有限元分析

以某给水泵汽轮机自带冠叶片为研究对象,采用循环对称法建立汽轮机自带冠叶片—轮盘系统模型,利用有限元方法研究该叶片的应力分布及固有模态,将对汽轮机内部进行三维非定常流场分析得到的实际工况下气流激振力施加到叶片上,采用模态瞬态动力学方法分别研究系统在VWO(阀门全开)以及30%THA(热耗率验收)两种工况下的振动响应规律。研究表明:冠间阻尼使得整圈叶片在工作状态下处于整圈自锁状态,增大了系统原有刚度,可有效降低叶根以及轮盘槽的最大等效应力,避开"三重点"共振,使机组安全稳定地运行;冠间干摩擦阻尼结构能够消耗振动能量,使振动响应大幅度降低。两种工况下的计算结果对工程实际有一定参考价值。     

基于流固耦合的离心式压气机叶轮叶片仿真研究

以某型离心式压气机叶轮为研究对象,利用ANSYS工程软件对叶轮进行单向流固耦合数值模拟。在综合考虑热载荷对叶轮叶片应力应变影响的前提下,建立叶轮单流道的三维流场模型,得到额定转速下压气机叶轮内部流场应力分布。将离心力、气动力和热载荷施加到叶片上,最终得到在离心力、气动力和热载荷三者共同作用下的叶片应力分布和叶片最大变形量。结果显示:相比仅考虑离心力和气动力影响的情况,在施加热载荷后,叶片最大应力增加7.62%,最大变形量增加24.69%。     

弯扭耦合作用下变频风机叶片断裂分析与治理技术研究

针对某变频运行风机发生的叶片断裂故障,采用无线应变测试技术获取了不同工况下转轴扭矩脉动特性。建立叶轮叶片有限元模型,获取风机各阶模态特性;将实测脉动扭矩作为激励,计算扭矩脉动下叶片所承受的应力特性。结果表明：电机输出谐波可能激发叶片轮盘弯扭耦合共振,导致叶片局部应力增大,进而疲劳断裂;叶片顶部加之字形加强筋可以有效减小叶片振动,预防断裂。     

压气机启动过程动态压力分析

采用基于短时傅里叶变换(STFT)的方法对实测的压气机非稳态的动态压力信号进行了时频分析,发现压气机在启动过程中发生失速,失速团频率成分呈倍频关系,幅值较大。达到额定转速后,动态压力信号为稳定的周期信号,幅值较大的频率成分为上下游转子叶片的通过频率及其倍频。结合实测的叶片振动数据分析发现,压气机失速产生的气流激励引起了叶片异步共振。研究结果表明:STFT方法可以有效提取动态压力信号特征,确定动态压力中幅值较大的频率成分,为压气机叶片振动设计提供依据。     

某电厂300MW汽轮机轴系振动的原因分析

对某３００ＭＷ汽轮机机组轴系振动产生的原因作了较为详细的分析,并提供了大量的现场数据,为找出产生振动的原因提供了解决办法。     

总体矩阵法在水电站水力振动研究中的应用

针对研究复杂拓扑结构输水系统的水力振动特性时各个水力单元在连接后方程的处理复杂问题,从模块化出发,利用方程矩阵化的表示法,提出适用于任意水力系统的系统总矩阵的构建法和求解法.数值模拟测试结果表明,该方法能较为准确求解出系统的自振频率及在自由振动和强迫振动下系统的振动特性,通用性好,处理并联和环路系统简单,适用于编程语言开发.     

弯曲振动减振器对扭—弯减振器扭振减振性能的影响研究

本建立了扭－弯减振器的理论模型，推导了发动机安装扭－弯减振器后轴承系扭振的振幅表达式，研究了该类减振器的基本振动特性，从理论上探讨了弯曲捱劝减振器参数对扭－弯减振器扭振减振性能的影响。     

工业锅炉空气预热器的声振动及其防治

空气预热器的振动会影响锅炉的正常运行,产生的噪音更对工作人员的健康产生不利影响。结合某厂生产的64 MW热水锅炉出现的空气预热器低温段振动案例,对振动的成因进行了分析,并进行了详细的防振计算,计算结果表明已解决了振动问题。较其它文献有一个显著的特点,就是列出了详细的防振计算方法和各项数据的选取依据,计算符号的标识也趋于一致,可供实际计算时参考。     

某台300MW机组汽流激振故障的分析和处理

某台300MW汽轮机的振动明显受到调门开启顺序和开度大小的影响,通过对机组的振动特征以及调门产生的汽流力进行分析、研究发现:采用调整阀门的开启顺序产生汽流力来提高轴承载荷并不能减小或消除该机组的振动,反而增大了机组的振动;原因是转子在汽缸中的径向位置发生了变化,改变了通流部分的间隙;通过采取合理的调门开启顺序和开度减小转子在汽缸中的偏移,虽然轴承偏心率减小、轴承载荷下降,但是振动水平明显降低了。由此可知,抑制汽流激振的方法有若干种,有些方法在现场实施起来可能会出现矛盾,此时首先需分析引起汽流激振的主要因素,然后采取能解决问题的关键措施,才能取得满意的效果。     

主动控制扭振减振器原理与试验研究

本文提出了一种主动扭振减振器.它是在普通动力减振器上增加控制力矩,根据被减振物体的振动情况,自动调节控制力矩的大小、相位和频率,从而增加了减振作用和有效频率范围.文中还给出了该减振器的实验系统和实验结果.     

328.5MW汽轮发电机组的振动分析和处理

某电厂328．5WM机组自投运以来,大修后一直存在振动大的问题,具体表现在两个方面：冷态启动2号轴瓦振动大或金属温度高;1号瓦在满负荷时振动偏高。经过对该机组多次详细的测试和分析,确定了问题的原因,并按照计划分步实施了处理措施,取得了良好的效果。给出了主要的测试数据、分析过程以及具体的处理方法。     

电站锅炉炉墙振动原因初探

从流体动力学、燃烧动力学、炉膛压力波动频率与声学固有频率共振和炉膛刚性不足 4方面 ,分析了电站锅炉炉墙振动的原因 ,并提出了消振方法     

三缸汽油机的轴系扭振分析

运用EXC ITE Designer软件对某三缸汽油机的轴系扭转振动进行了分析,求出了系统的自振圆频率、临界转速、扭振振幅和转速不均匀性,并对轴系的扭转振动情况作出总结与评价。计算结果表明:该三缸汽油机的轴系扭振情况良好,与实际使用情况相符。     

转子高速动平衡程序的优化及应用

应用高速动平衡的基本理论，从转子的平衡方程出发，论述了动平衡程序的理论基础，特点，及所达到的技术指标，所产生的经济效益。