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。     

可调式动叶片振动特性及动应力计算

根据可调式动叶片的结构特点，建立了叶片振动特性和动应力进行计算的有限元力学模型。采用空间单元使叶片型线部分及叶根和叶柄能准确离散并建立统一的计算方法，既解决了体单元刚度过大的问题，又避免了采用不同种类单元分别离散叶型和叶根叶柄所产生的困难。给出了某风机可调式动叶片的算例。     

汽轮机叉型叶根叶片安装排序研究

汽轮机叉型叶根叶片安装时必须要求按照销孔位置依次安装才能完成整级叶片的装配,这种特殊性对叉型叶根的安装排序提出了特殊要求。在配对对称安装的基础上,借鉴"旅行商问题"的解决方法,提出了叉型叶根叶片安装排序方法。该方法能有效解决叉型叶根叶片的安装排序,具有计算速度快、收敛性强的特点,计算结果精度高且可靠。     

叶根尺寸误差对叶片固有频率的影响

采用三维有限元模型,考虑叶片变形的几何非线性和叶根接触非线性,研究常用的枞树型叶根尺寸误差对叶片固有频率的影响。分析结果表明叶根误差发生的位置对叶片弯曲振型的固有频率影响较大,对扭转振型影响较小;误差的大小对叶片的各阶固有频率影响均较小,但对叶根接触状态或者说对叶根应力分布有影响;比较发现,在计算固有频率时,将叶片在叶根处简单地处理成固支位移边界是不合理的。     

重型燃气轮机透平叶片轮盘结构的振动有限元分析

针对某重型燃机透平叶片-轮盘结构,建立了以六面体网格为主体的有限元模型,计算并分析了叶片-轮盘结构的耦合振动特性,以及叶根刚度和高温对计算结果的影响.根据计算结果绘制了叶片-轮盘结构的三重点共振图,考察了该结构在高温条件下的振动安全性.     

轴流式压缩机叶片振动特性及固有频率分析

以轴流压缩机动叶片为研究对象,分析了轴流式压缩机叶片的动态特性。对叶片进行模态分析,计算得到其静频值、动频值及其相应振型。发现叶片在各个转速下的动频值与静频值相差很小,说明离心初应力对叶片的振动特性影响很小,这是因为离心力产生的预应力仅仅分布在叶根榫槽处。并将模态计算得到的转速1000-3000r／min的动频绘制成Campbell图,通过对Campbell图进行分析及共振安全率的计算发现,叶片存在2个共振点,必须对其进行调频。     

汽轮机动叶片叶根强度计算原理及程序编制

叶根是汽轮机叶片的重要组成部分,它承担着动叶与叶轮的连接任务。在机组运行过程中,叶根与叶片一样要承受离心力和气流力。对于周向安装的叶根还要承受相邻两侧叶根的反作用力。叶根的安全对整个机组的安全运行至关重要。文中详述了叶根计算的理论知识以及在相应理论知识指导下编制了各类叶根的强度计算程序。     

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。     

某型涡轮盘/叶片/轴的耦合振动分析

某型涡轮盘/叶片/轴的耦合振动分析为某型涡轮结构设计的一个重要工作内容。本文首先采用UG软件对某型涡轮盘/叶片以及某型涡轮盘/叶片/轴进行三维实体建模,导入ANSYS软件建立了其耦合振动分析的有限元模型,并分别对其进行了静频与动频的计算与分析。计算结果表明:在工作转速范围内,该型涡轮盘/叶片/轴不存在危险振动。本文的工作为某型涡轮转子的设计提供计算分析依据。     

菌型叶根动叶片叶根叶冠内径向的加工

菌型叶根动叶片是一种新型的动叶片,采用数控铣加工叶根内径向面时留0.1~0.2mm余量,然后在进行叶根内径向磨削,叶冠直接加工到位,没有后序磨削加工,由于叶根叶冠在加工过程中不是一次装夹完成的,根冠存在一定的落差,在后续的装配中容易产生配合间隙,无法达到要求。文中介绍了一种新的加工工艺,解决了这一问题。     

叶片振动的非概率可靠性研究

在分析影响叶片振动可靠性的不确定性因素的基础上,用非概率的凸集模型表述叶片振动参数的不确定性和共振频率区域的不确定性,将叶片振动的不确定性参数表述为区间变量,定义了叶片振动的非概率可靠性,建立了叶片振动非概率可靠性评估体系、方法及模型,并将其应用于航空发动机压气机、涡轮叶片的振动可靠性计算。研究结果表明,应用非概率可靠性评估叶片振动可靠性是合理可行的,且所需数据较少,特别适用于航空发动机等可靠性数据较少的贵重部件。     

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。     

不同展弦比下扭转叶片振动特性分析

以燃气轮机扭转叶片为研究对象,建立不同展弦比下的叶片结构模型,对叶片的固有频率求解,对叶片不同展弦比下振动特性进行讨论分析,得出各展弦比下叶片的固有振动特性规律.结果表明:定宽度时,叶片的高阶次和小展弦比区域振动频率受展弦比影响更为敏感,且随着展弦比增加,叶片的各阶固有频率均降低;定长度时,叶片的弯曲振动频率,随着展弦...     

不同叶片数下管道泵内部流动及振动特性的数值与试验研究

为研究不同叶片数下管道泵内部的流动特性及振动特性,采用标准k-ε湍流模型和滑移网格技术,在CFX数值计算软件中,分别对6叶片和7叶片的管道泵内部全流场进行三维非定常数值模拟,计算得到不同流量下叶轮内部流动特性、蜗壳内部静压特性以及叶轮转矩波动特性。对比0.1qV工况下两种叶片数下的数值计算结果,发现6叶片下的“射流-尾迹”效应及静压变化梯度均大于7叶片,6叶片下的转矩波动强度大于7叶片;不同叶片数下,叶轮内部的相对速度变化规律、静压变化规律以及蜗舌附近低压区的发展变化规律与蜗舌和叶轮的相对位置有关。采用振动试验测量不同叶片数下管道泵的振动水平,分析振动试验结果和数值计算结果表明,在不同流量下,6叶片的振动水平高于7叶片,主要在于6叶片具有较强的压力脉动和不稳定流体力的作用;叶频及其倍频是管道泵产生振动的主要激励频率。因此,可以通过优化叶片设计参数(Z,β2,β1)来改善管道泵内部的不稳定流动状态,进而降低振动水平。     

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。     

风电叶片三维参数建模及振动分析

利用目前风力机叶片设计普遍采用的优化设计方法Wilson设计方法,通过MATLAB编程,开发了小型叶片气动设计的应用程序,并利用该程序设计了一台3kW小型水平轴风力机叶片.采用MATLAB和ANSYS共同建立了风力机叶片三维有限元参数模型,MATLAB编制的建模程序提高了初期设计效率,缩短了ANSYS分析前处理时间.在此基础上进行了叶片固有振动特性计算,分析了叶片的振动特性及其与结构参数之间的关系,分析方法和结果对风电叶片的结构设计和动力分析有一定的参考价值.     

摩擦噪声系统的振动特性研究

建立了一个往复滑动摩擦系统1∶1实体装配模型,采用有限元方法对该系统的振动特性进行研究,获得了系统的自然频率和振动模态。将得到的系统振动频率与系统的试验噪声的频率进行比较,发现它们的一些结果有很好的一致性。对系统的计算模态分析显示,发生噪声的模态同时具有切向和法向振动特征。     

冷锯机锯片的模态及谐响应分析

针对1800mm冷锯机锯片在锯切H型钢过程中出现剧烈横向振动并使锯片的使用寿命减短的问题,采用有限元法对不同厚度和夹盘直径锯片进行模态分析,分析结果表明通过改变夹盘直径能够改变锯片的固有频率,结合对锯片的谐响应分析,计算出不同频率下锯片的共振频率和共振峰值。研究表明,通过改变锯片的厚度和夹盘直径能够有效降低圆锯片的共振峰值同时为避开共振敏感区域提供合理的理论依据。     

汽轮发电机组叶片—轴耦合系统动力响应问题研究

为了深入研究汽轮发电机组叶片弯振和轴扭振在外界扰动下的耦合振动响应问题 ,提出了阻抗匹配法。该法可以用来分析具有任意多个叶片数目的叶片—轴耦合系统动力响应问题 ,可以计算耦合系统稳态或瞬态响应。研究结果表明叶片弯曲振动和轴扭转振动之间具有很强的耦合性。耦合系统中叶片弯振固有频率降低而轴扭转固有频率增大 ,在外界扰动作用下两者会同时被激发出来 ,叶片根部所承受的力和力矩在短时间内有可能会达到一个比较大的峰值 ,从而影响到叶片的安全稳定运行     

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。