基于ANSYS的某型航空发动机涡轮叶片的振动特性分析

以某型航空发动机的高压涡轮叶片为研究对象,采用Solidworks软件建立其三维实体模型,基于有限元分析软件ANSYS对其进行振动特性分析,得出叶片的振动频率特性和前六阶振动模态特性。仿真结果对涡轮叶片的设计和改进具有一定的指导意义。     

基于ANSYS的故障涡轮振动性能分析

利用UG软件,模拟某型号航空发动机涡轮叶片在工作中出现的变形故障,对涡轮盘及叶片进行整体建模,然后利用有限元分析软件ANSYS对涡轮盘和叶片的模型进行分析,得到其前几阶模态的振动特性。     

故障涡轮振动特性的有限元分析

利用UG软件,模拟某型号航空发动机上某涡轮叶片在工作中出现断裂故障时,对其涡轮盘及叶片进行整体建模,然后利用有限元分析软件ANSYS对模型进行分析得到其振动特性.     

某燃气轮机涡轮叶片的模态和疲劳分析

燃气轮机作为大型舰船动力装置,是影响舰船上各种设备正常运行的重要原玉,转子叶片的疲劳损坏一直影响燃气轮机的正常工作.首先利用UG软件对某型燃气轮机涡轮叶片建立了三维实体模型,通过IGES交件载入HyperMesh软件中划分网格和施加约束,最后导入ANSYS软件中,对叶片进行了约束模态分析.分析了叶片的应力分布情况,并在此基础上完成了叶片的疲劳强度计算,为叶片的设计以及改进提供了参考.     

航空发动机带冠涡轮叶片振动特性分析及验证

针对航空发动机带冠涡轮叶片振动特性分析时,将叶冠工作面一体等效的处理方式导致叶片频率计算精度降低的问题,开展了带冠涡轮叶片盘振动特性研究.提出了一种考虑变形和叶冠工作面实际接触面积的带冠涡轮叶片建模方法,以某型带冠涡轮叶片为对象,采用上述方法完成叶片建模和模态分析,并进行整机动应力测试试验验证,结果表明:采用该模型计算得到的叶片1阶共振频率与实测共振频率基本吻合,两者差异在7％以内.研究工作可为航空发动机带冠涡轮叶片振动设计提供参考.     

带冠涡轮叶片的振动特性分析

针对带冠涡轮叶片的振动特性分析,建立考虑叶冠圈连效应和叶片-轮盘耦合效应的三维有限元模型,对叶冠边界条件考虑叶冠工作面完全固接和叶冠工作面接触两种情况.简要介绍处理叶冠接触边界条件的方法.在对带冠涡轮叶片振动特性进行分析的同时,研究不同接触边界条件对振动特性的影响.结果表明, 单个叶片或整圈叶片分析模型均不能正确反映带冠涡轮叶片的振动特性,对带冠涡轮叶片进行振动分析必须考虑叶片-轮盘耦合效应和叶冠接触条件.考虑耦合效应和叶冠接触时叶片-轮盘系统的刚性降低,系统更易发生节径型振动;采用罚函数法处理叶冠的接触边界条件是一种简便有效的方法.     

废气涡轮增压器叶片模态特性的探究

针对增压器常发生的由于叶片振动产生的叶片损坏现象,利用三维CAD建模软件对废气涡轮增压器涡轮叶片及压气机叶片进行建模,并采用有限元分析软件对其分别进行振型模态分析,找出发生共振的频率,为叶片的优化设计提供了理论依据。     

对转涡轮低压转子叶片的流固耦合数值分析

采用对转涡轮设计能提高航空涡轮发动机性能,其中无导叶方案是发展趋势之一。在无导叶对转涡轮中,低压转子叶片受到较大的高压转子出口气流激励。基于ANSYS/CFX软件,采用流固耦合数值分析方法对低压涡轮转子叶片进行了分析,得到了高压涡轮转子叶片尾流作用下的低压涡轮转子叶片振动的应力和变形变化规律。叶片温度对振动应力和位移的平均值、幅值和周期的影响较大,叶片材料密度对振动周期产生明显的影响,高低压转叶轴向间距的选择应兼顾涡轮效率等因素。     

增压器涡轮叶片设计及模态分析

本篇文章介绍了内燃机径流式废气涡轮增压器叶片三维设计方案及有限元分析。该涡轮叶片采用经验设计法进行设计,通过CAD和PRO/E等三维建模软件绘出其工程图,并导入ANSYS对其进行有限元网格剖分,再加载边界条件对其进行模态分析,以确保符合材料的热强度,有足够的强度和刚度,具有良好的工艺性。对于分析叶片的变形原因具有一定的参考价值。     

高压二级及低压－级涡轮叶片断裂分析

对涡轮叶片的断裂原因进行了分析。高压二级涡轮叶片裂纹为一弯共振所致；而低压一级涡轮叶片裂纹属高周振动疲劳，裂纹形核较早，但扩展较慢，其折断是在已存在裂纹的情况下，由高压二级涡轮的断片撞击所致。     

带锯齿型叶冠涡轮叶片振动特性实验研究

为了研究锯齿型叶冠的振动特性,本文根据锯齿冠叶片的特点和试验条件,设计了夹持锯齿冠叶片的夹具,分别以单叶片、三叶片联装和多个叶片联装模型为实验模型,完成了带锯齿型叶片的瞬态激振试验和简谐激振试验。分析了不同边界条件下锯齿型叶冠的固有振动特性,以及在不同条件下的振动阻尼。最后,在分析试验结果的基础上,探讨了锯齿型叶冠对涡轮叶片振动特性的影响。     

有限元法在透平叶片振动研究中的应用

以透平叶片振动分析理论为基础,对实验室的等截面直叶片分别通过理论法和有限元法求解其前7阶的切向弯曲自振频率并加以比较。利用有限元法对叶片及顶部围带相互连接的叶片组在不同转速下进行模态分析,得到叶片及叶片组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。对于顶部围带不连接的叶片组,利用有限元法通过构造弹簧模型来处理顶部围带的接触问题,所得结果真实反映了汽轮机运行过程中围带的碰撞和叶片的振动情况。     

大功率风力机叶片模态及气动特性分析

对大功率海上风力机叶片模态特性和气动特性进行研究。建立了叶片翼型截面弯扭耦合运动微分方程,通过翼型截面坐标变换和旋转拉伸在UG中建立了国产某型6MW风力机叶片三维模型,运用Ansys/Blocklanczos法计算了叶片前6阶固有模态。在Ansys/Workbench中搭建叶片流场仿真模型,讨论了风速和气动攻角等参数对叶片振动变形的影响。结果表明各阶固有模态中叶尖部位的振型相对明显,随着风速和攻角增大,相同截面位置上的叶片振动变形逐渐增大。     

关于风力发电机叶片预应力模态频率的研究

通过对风力发电机叶片进行预应力模态频率分析,找出了发电机在使用过程中产生振动耦合的原因。通过对叶片结构形式和选用材料进行改进并对改进后的机体进行模态频率比较研究,得出了避免叶片产生振动耦合的方案,通过疲劳特性分析确定其方案是否可行,为同类产品的安装、使用和优化设计提供了参考依据。     

叶片振动响应的长度分形故障特征提取与诊断

为有效地从风力发电机组的振动响应中获得反映叶片响应的动态特征,将其作为叶片运行状态分析的特征量,依此达到对风力机叶片故障的检测与诊断识别.应用有限元分析方法,建立了300 W风力发电机组的动力学模型,通过计算与试验模态分析,分别获得整机组的固有频率和振型,并比较验证了试验模型的合理性.用锤击法测得叶片正常状态和偏心故障下的振动加速度响应信号,应用非线性动力系统的长度分形维数理论,计算其长度分形维数,并将其作为叶片偏心故障诊断识别的特征量.研究结果表明,该方法能有效识别风力机叶片正常状态和偏心故障状态,及其偏心位置和偏心量大小.     

涡轮增压器叶轮模态特性的探究

针对增压器常发生的由于叶片振动产生的叶片损害现象,利用三维CAD建模软件对废气涡轮增压器叶轮进行建模,并 采用有限元分析软件对其进行振型模态分析,找出发生共振的频率,为叶轮的优化设计提供了理论依据。     

轴流风机二级叶片的试验模态分析

采用试验模态的方法,对轴流风机二级叶片进行模态分析试验,得到二级叶片各阶的模态频率和对应的振型,为叶片振动特性影响的分析提供参考依据.     

Modal characteristics according to the tip shape and assembly condition of the turbine blade

To determine the reliability of a 5 MW gas turbine engine blade in high cycle fatigue (HFC) fracture being developed by Doosan Heavy Industries & Construction Co., Ltd., resonance characteristics are verified based on the turbine blade tip shape and assembly condition. In this study, the modal characteristics of compressor and turbine blades are investigated, and a Campbell diagram is established. During the preliminary study, modal analysis and holographic modal test of the first-, fifth-, and tenth-stage compressor blades were performed. Based on the preliminary study result, the natural frequency and Campbell diagram analysis for the turbine blades were performed. This research compared and verified the modal characteristic and resonance stability according to the tip shape and assembly condition of the blade to prevent any HCF fracture. In conclusion, the resonance stability of the shrouded blade is far superior to that of the squealer blade. Suitable assembly conditions must be applied.