带缘板摩擦阻尼器叶片的非线性振动响应研究

发展了一种用于计算带摩擦阻尼器叶片非线性响应的时频转换方法。该方法能够方便地计算接触面非线性摩擦力，考虑响应的高次谐波以及叶片高阶振型的影响。对带缘板阻尼器的双平板叶片进行了振动试验并对试验模型进行了理论计算，讨论了各模型参数对缘板阻尼器减振效果的影响。通过试验结果与理论结果的比较，验证了理论方法的正确性。该方法稍加推广即可研究循环叶片组的振动特性，为指导带缘板阻尼器叶片的减振设计奠定了基础。     

干摩擦阻尼叶片周期振动响应的解析计算

研究一个描述干摩擦阻尼器叶片振动的质量-弹簧-阻尼器振动系统。阻尼器摩擦力由黏滞模型描述,由接触面滑动或黏滞状态决定。将滞后摩擦力分为四个阶段,从而得到各个阶段上的线性振动系统,给出求干摩擦阻尼叶片周期响应的解析公式。计算表明,阻尼端压力取适当值时,阻尼器会处于最优的摩擦接触状态,获得较好减振效果。同时引入阻尼器处对叶片还起到调频作用,也可以起到使激振频率避开共振频率的作用,减小振动幅值。     

缘板干摩擦阻尼器叶片减振实验研究

为了减小叶片振动,在叶片缘板部位设置干摩擦阻尼器,以引入外加阻尼。本文介绍缘板干摩擦阻尼器叶片减振实验研究方法;针对带阻尼器的单叶片、双叶片,在3种激振力、9种正压力情况下,进行1阶弯曲、1阶扭转、2阶弯曲强迫振动实验;对试验结果进行分析,获得阻尼器对不同振型下振动响应和谐振频率的基本影响规律。实验结果表明:干摩擦阻尼器对1阶弯曲、1阶扭转振动有一定的减振效果;对2阶弯曲振动没有减振作用。     

缘板干摩擦阻尼叶片振动计算的传递矩阵法

为了研究带缘板干摩擦阻尼器叶片的振动问题,本文将用于链状结构系统的传递矩阵法引入到板状结构的叶片振动计算之中。简化叶片结构的物理模型、推导各种站型的传递矩阵,并用算例说明传递矩阵法在模型叶片振动计算的应用。用ANSYS有限元对叶片振动进行计算,以验证传递矩阵方法及计算结果的正确性。计算结果表明:传递矩阵法能够用于叶片振动计算;采用缘板干摩擦阻尼器对叶片的减振效果显著。     

汽轮机叶片内共振系统的稳态和非稳态振动特性研究

针对汽轮机叶片弯曲-转子扭转耦合振动系统,利用数值方法揭示系统在叶片弯曲、转子扭转振动固有频率分别为1∶1和1∶3两种内共振情况下的稳态和非稳态振动特性.通过分析可知,系统不仅存在两个主共振,还存在超谐和亚谐共振的非线性动力学现象.由于阻尼器的调频特点,使得主共振频率点既可能升高(1∶1内共振),也可能降低(1∶3内共振).在系统非稳态响应中,主共振、超谐和亚谐共振幅值将会降低,共振点一般会出现延迟现象.内共振状态对汽轮机叶片系统有重要影响.     

基于瞬态动力学的汽轮机长叶片阻尼减振特性研究

对典型连接形式长叶片的围带阻尼减振特性进行理论研究,利用Abaqus有限元软件对典型结构连接形式长叶片进行瞬态显示动力学仿真,得到了外载荷所做功、摩擦力消耗功等动力学特性,并定义了摩擦阻尼减振量化因子,给出围带摩擦阻尼特性量化方法。在此基础上分析了典型结构连接形式长叶片阻尼减振特性,通过分析比较,围带长叶片的减振效果较好,自由叶片没有减振效果。     

微滑移离散模型及在干摩擦阻尼叶片振动分析中的应用

建立了阻尼器干摩擦力微动滑移离散模型,该模型可以较好地描述摩擦界面粘滞-滑移共存状态和阻尼器因局部拉、压应变不同而产生的局部摩擦力方向的不同,适用于各种激振作用下的阻尼器动力学分析,克服了微动滑移解析模型仅适用于单谐波作用力的局限。采用时域法对简化的凸肩干摩擦阻尼结构叶片系统进行了强迫振动响应分析,验证了微动滑移离散模型在阻尼叶片动力学分析中的可用性。     

一种干摩擦缘板阻尼系统分析的新方法

干摩擦缘板阻尼器已广泛应用于涡轮叶片减振设计中。为了进一步提供有效的缘板阻尼器设计资料,采用改进后的整体滑动模型,提出一种新的缘板干摩擦分析方法,比以往的谐波平衡法更为准确科学。由此分析不同正压力下干摩擦缘板阻尼系统的动力响应,得到阻尼器达到最佳减幅效果时的正压力值。最后分析阻尼器附加正压力对叶片阻尼系统共振频率的影响。     

带摩擦阻尼器长叶片振动特性优化研究

为了防止透平机械长叶片因振动而导致的疲劳损坏,目前普遍采用的方法是在叶片上增加摩擦阻尼结构.针对带摩擦阻尼器长叶片的结构特点,采用扭曲梁与空间直梁单元模化叶片,推导叶片阻尼连接单元的力学模型,由此建立叶片总的动力特性分析方程.然后详细分析某阻尼围带长叶片具有不同围带厚度和围带间隙的振动响应,由此获得优化的阻尼围带结构,该分析结果还与自由叶片的响应数值进行对比,发现共振时由于围带的阻尼效果,优化阻尼结构的最大响应值只有自由叶片的42.4%.最后分析添加整圈松拉金结构的叶片振动响应,发现松拉金的加入将进一步降低叶片振动响应值.分析结果表明,该数值模型可以应用于多种摩擦阻尼器长叶片的振动特性分析及优化设计,将为阻尼叶片的设计提供实用工具.     

摩擦阻尼器对塔器风致振动的减振试验研究

横风向振动是引起高耸塔器破坏的原因之一。随着塔器高径比不断增加,高耸塔器防振技术成为近年来重要的研究方向,对塔器的安全运行具有重要意义。设计了一种摩擦阻尼器,以某化工塔为原型建立了小试试验模型。通过小试试验开展了摩擦阻尼器在风致振动下的塔器减振效果研究,并与限位支撑进行了对比分析。结果表明,平行于塔器振动方向的摩擦阻尼器对塔器减振起主要作用,为保证在任意方向的风载荷作用下均可达到减振的目的,应在摩擦阻尼器安装高度处的水平面互相垂直的两个方向上分别布置1~2组摩擦阻尼器。阻尼器与塔器连接处的间隙会减弱摩擦阻尼器的减振效果,因此,在实际工程中应尽量减小该处的间隙。摩擦阻尼器对塔器的减振效果明显优于在同一位置处设置限位支撑。在本文试验范围内,摩擦阻尼器最大可使塔器塔顶振幅降低23.44%。本文研究结果可为摩擦阻尼器在塔器减振工程中的应用提供参考。