压气机转子叶片掉块断裂分析

某型发动机外场服役中多次出现压气机转子叶片叶尖掉块断裂故障,通过掉块叶片表面形貌观察、断口分析、硬度检测、金相检验、多起失效件的类比分析以及叶片振动模态分析,对叶片掉块断裂原因进行了分析。结果表明:所有压气机转子叶片掉块断裂模式相同,均属振动疲劳断裂掉块;叶片在发动机工作转速范围内存在高阶复合振动点,引起叶片共振是导致其振动疲劳断裂掉块的主要原因;叶片与机匣摩擦导致叶尖局部过烧或形成摩擦热应力裂纹促进了疲劳裂纹的萌生。最后针对叶片掉块断裂原因提出了相应的解决措施。     

某型滑油冷却风扇振动特性分析

为避免工作状态下风扇转子由于自身工作转速及相关的激振频率引起的共振现象,通过试验模态分析及数值模态分析结合的方法对转子振动特性进行分析,并与改进前的转子进行对比。结果表明,以静子尾流产生的激振力对应的共振转速与转子的工作转速相接近,改进后的转子各阶固有频率提升但共振裕度减小,因此在风扇使用过程中应保证其完整性,从而避免疲劳断裂等安全隐患。     

往复式压缩机撬装模块振动分析与优化研究

往复式压缩机是保障页岩气增压外输的重要设备.当压缩机撬装模块的机械固有频率与压缩机激振频率接近会出现共振,处于共振下运行的压缩机撬装模块会发生剧烈振动,长期剧烈振动会引起连接螺栓断裂、缓冲罐开裂等失效现象.基于振动理论,建立压缩机撬装模块振动模型,开展振动特性研究,确定其在1、2阶激振频率范围内的各阶固有频率和振型,掌...     

汽轮机低压叶片断裂原因分析

针对国产300MW汽轮机低压缸扭叶片发生断裂失效事故进行研究分析;通过对扭叶片有限元计算、叶片振型模态实测,分析该叶片各阶自振频率,其计算结果和模态实测值基本吻合,为事故分析提供理论依据;对叶片材质元素成分测试,并着重对叶片实际运行工况及承受的各种可能的激振力分析,探求导致该级扭叶片疲劳断裂的真实原因,为同类型机组的安全、可靠运行提供一种借鉴作用和分析方法.     

叶片断裂故障分析

一、故障简况涡轮轴发动机准备装备油气分离器时,发现压气机二级转子叶片中四片折断(叶尖掉角).一片有宏观可见裂纹。故障叶片断裂形态如图1至图3所示。从18号故障折断叶片断口可以看出(图1),宏观贝壳状疲劳环清晰可见,疲劳源起始于化学损伤处(点腐蚀坑),属于典型的振动疲劳断裂故障。经振型及动测试验表明,属于由发动机压气机一级静子叶片尾流激振(频率5620～     

某型发动机风扇叶片的损伤预测与振动分析

为了延长某型发动机风扇叶片的使用寿命,其关键在于如何准确地预测产生疲劳损伤的位置以及发动机工作时可能存在的共振状态,并针对性地采取相应措施。针对这一难点,应用Ansys软件建立叶片模型,并由模态分析测试验证其合理性,在此基础上建立叶片轮盘系统模型,对系统进行静力分析和有预应力的模态分析,成功地预测了叶片产生疲劳损伤的具体位置及系统共振时的形式、临界转速及频率。结果表明:叶片轮盘系统在不同离心转速载荷下等效应力分布方式相近,无明显变化规律,且叶片产生疲劳损伤的位置均为与叶高方向垂直的耳环处,及耳环与橼板的转接处;叶片轮盘系统不可能出现高频激振力引起的共振,可能会发生低频激振力引起的共振情况,且其形式为1阶弯曲振动,转速为8 425.51 r/min,频率为567.29 Hz。     

基于应变振型的振动时效激振频率的确定方法与实验研究

为了获得较为理想的振动时效效果,提出基于应变振型的振动时效激振频率的确定方法。采用ANSYS有限元软件,对构件进行数值模态分析,通过分析应变振型和残余应力的分布规律,确定了基于应变振型的振动时效激振频率的确定方法和步骤,并在此基础上进行了振动时效的实验研究,验证该方法的提出对振动时效效果改善的有效性。结果表明:对于激振频率的选择应以构件表面的残余应力分布为依据,共振应变函数ψr为准则;通过该方法合理选择振动时效的激振频率,能够获得较为理想的振动时效效果。基于应变振型的振动时效激振频率的确定方法的提出,为振动时效激振频率的确定提供了技术思路,改善了振动时效的效果,具有一定的工程应用价值。     

某型发动机高涡叶片掉块故障分析与排故

某型航空发动机在台架试车过程中出现振动值急剧上升问题,停车后孔探仪检查发现发动机高涡叶片掉块烧蚀,对故障件进行质量复查、强度复查、冶金及断口分析,并对高涡转子叶片相关机件进行系统分析,最终找到故障原因,同时制定了后续排故措施。     

V型叶尖结构对风力机结构动力学特性影响的实验研究

为找到不同几何参数V型叶尖结构对风力机结构动力学特性的影响,利用PULSE18.0结构振动分析系统和ME scope VES 5.1模态测试软件结合瞬态激振法,选取振动频率范围0~400 Hz和特定激励点,获得叶轮的固有频率;在低速风洞中,通过三向振动加速度传感器测定额定风速12 m/s时不同转速所对应的振动加速度,并分析改型前后叶轮前三阶振动频率。结果表明:3种叶片均在叶轮转速375~625 rad/min发生明显振动现象,叶轮在500 rad/min一二阶低频时,V-1型叶尖叶片偏离值为5.6%和4.4%,发生共振的可能性较低,V-2型叶尖叶片偏离值为3.4%和2.1%,发生共振的可能性较高,在三阶时改型前后的偏离值超过20%发生共振的可能性都比较低。该结果对风力机叶片叶尖改型的设计和避免共振提供一定的数据参考。     

涡轮增压器压气机叶片振动分析

本文针对某种型号涡轮增压器存在进气口振动、噪声大等问题，先通过三维坐标仪对该涡轮增压器叶轮叶片曲面轮廓进行坐标测量，然后用CAD软件进行三维建模，并利用有限元软件对叶轮大小叶片进行了模态分析，得出了叶片的各阶固有频率以及相应振型。对比增压器压气机的工作转速和叶轮片通过频率，找出叶片共振的频率，从而为有效地控制压气机进气口振动、噪声大等问题提供理论依据。     

失调叶片盘的振动特性

本文采用了一种非常接近于真实失调叶片盘的物理模型,借子结构模态综合法建立系统的运动方程,分析了调谐及失调叶片盘的固有振动,以及它们在几种力函数及不同激振频率下的强迫振动;研究了失调分布规律对强迫振动时失调叶片盘中最大应力幅值的影响.得到的结论可能对指导实际叶片盘的装配及排振有重要的参考价值.     

燃气轮机压气机动叶片断裂故障振动特征及其诊断方法

动叶片断裂是燃气轮机的主要故障模式之一,研究叶片断裂故障的振动特征及诊断方法对保障燃气轮机安全可靠运行至关重要。基于叶片尾流激振力产生机理,研究了燃气轮机叶片振动响应传递路径及尾流激振力变化规律,构建了静子叶片振动响应模型,推导了转子叶片断裂后振动响应的变化规律。基于叶片通过频率及工频振动分量的响应特征,提出了基于改进启发式分割算法(IHSA)的叶片断裂故障识别方法,可实现叶片断裂的故障类型判断与及时告警。进一步根据振动响应特征及实际燃气轮机运行控制原理,构造了叶片断裂位置识别因子γ,通过同一转子上各级叶片γ值的对比可实现断裂位置的辨识。结合故障识别方法与断裂位置辨识方法,提出了一种燃气轮机压气机动叶片断裂故障的诊断方法。某型燃气轮机故障案例分析证实了振动特征与诊断方法在工程应用中的有效性。     

非循环对称力作用下离心叶轮的谐响应分析

为研究流场中离心叶轮受气流激振的受迫振动问题,利用叶盘结构的循环对称性编制计算程序,实现了使用循环对称模型进行非循环对称力作用下离心叶轮的谐响应分析。针对空间周期性的来流条件,由各扇区所受周期激励的相位差建立载荷向量,然后根据按扇区展开的叶轮各节径模态的振型数据,建立模态坐标系下的谐响应运动方程,计算得到叶轮的谐响应位移;以一半开式径向叶轮为例,进行了叶盘结构在气动力非循环对称分布情况下的谐响应分析。循环对称模型与整体模型计算的位移响应结果符合较好,两个共振点附近激振频率下的振动响应均呈现出较高的幅值,表明了算法的正确性和预测气流激励导致共振的有效性。     

轮胎振动特性实验研究

利用振动实验模态分析的方法,建立了自由悬置状态下轮胎的振动特性模态测试与分析系统,通过轮胎径向激振测试信号的数据处理与分析,提取了各阶的频率及其径向模态振型,分析了轮胎的模态参数随充气压力变化的规律,为实验方法的研究和轮胎结构设计及车辆的动力性能分析提供指导。     

磁浮车辆辅助变流器的风机轴承振动失效分析

针对磁浮列车辅助变流器的外转子风机轴承短期内失效问题,首先开展风机装车线路运行和台架安装变频运行的振动测试和频响测试,结合外转子风机双质量振子系统的分析,揭示风机轴承过度磨损故障的原因为耦合共振,耦合共振是由风机4倍电磁激振力波及4倍电流谐波激励与其定转子同向运动轴向振动模态产生的.然后提出基于故障振动形态和实测载荷谱...     

某型坦克发动机叶片振动特性分析

本文通过理论和试验分析，细致全面研究了某型坦克发动机叶片的振动特性，试验采用了动态应变模态分析法，可充分反映叶片结构局部应力，应变强烈变化，导致叶片共振故障的原因，它弥补了位移模态分析的不足，另外还讨论了叶片的动频和激扰力，以及叶片优化，改型设计避免共振，加强叶片振动强度的方法。     

气垫船推进轴系纵向振动计算及试验研究

结合某气垫船推进轴系特点,建立纵振计算当量模型,采用Holzer法开展自由振动计算,获得纵振固有频率和振型;基于能量平衡原理进行受迫振动计算,预报该轴系在螺旋桨叶片次及2倍次激振力作用下的纵振振幅、应力等特性;开展实船纵向振动测试,测试与计算结果较为吻合,为后续气垫船推进轴系纵向振动研究提供依据。     

基于刚柔耦合的重型汽车前组合灯振动控制

为解决某重型汽车前组合灯在发动机怠速时振幅过大的实际问题,建立前组合灯支架的有限元模型,通过模态分析发现其1阶振型与实车振型相似,1阶模态频率与发动机怠速时的激励频率相近。建立振动系统的刚柔耦合动力学模型,仿真结果验证在发动机怠速时的激励频率输入下振动系统在开始阶段发生近似拍振现象,而且1阶模态参与因子在系统振动中的贡献率最大。根据模态分析理论设计前组合灯辅助支架,使系统基频避开发动机怠速和常用转速时的激振频率,经过再次仿真分析和实车试验验证,系统振幅控制在合理的范围内。     

某发动机高压涡轮工作叶片振动特性试验研究

在现代航空发动机的研制、生产及排故中,叶片振动是一个十分突出、重要的问题。由于叶片断裂故障导致飞机发动机出现重大事故时有发生,因此研究和预测叶片的振动特性是为叶片的研制、生产提供理论依据的一项重要工作。     

饲草揉碎机转子模态分析及结构优化

针对目前饲草揉碎机转子工作时存在振动、噪声大的问题,为避免发生共振,采用理论分析和有限元仿真方法对转子自由模态进行计算,并通过模态试验对理论分析和数值计算结果进行验证。在此基础上,采用流固耦合方法对转子进行预应力模态分析。对转子进行共振分析发现激振频率与转子低阶频率较接近,极易发生共振,为增大激振频率和转子低阶频率避开率,基于响应面法对影响转子振动特性的结构参数进行优化。分析结果表明:预应力对转子的前3阶模态影响较大,频率分别提高了14.01%、12.01%以及10.54%;锤架板厚度对转子第1阶频率影响较大,主轴直径次之,锤架板直径影响最小;优化后频率避开率由原来的5.03%增大为20.83%,避免了共振的发生,且转子强度和刚度均满足使用要求。