静叶尾迹流引起的气流激振力计算方法与激振力特性研究

在研究汽轮机叶片气流激振力的来源与性质的基础上,建立了静叶尾迹流产生的气流激振力计算模型,开发出了基于Matlab的气流激振力计算与分析软件,以探讨叶片气流激振力特性随叶栅结构参数的变化关系。对国产300MW汽轮机某级叶片的气流激振力进行了计算与分析,结果表明:叶栅的结构参数δ、z、B1、b1、t1对气流激振力特性有较大的影响。在汽轮机设计过程中,合理地选择上述结构参数,可以有效地控制气流激振力。     

大型汽轮机中汽流激振对轴系稳定性的影响

文章阐述了汽流激振力的分类及各种激振力的计算，对考虑汽流激振后轴系稳定性的计算方法进行了论述，并结合一工程实例计算了汽流激振对轴系稳定性的影响，最后提出了相应预防和解决措施。     

汽轮机叶片激振力模型和计算方法

详细研究了在稳定运行工况时影响汽轮机叶片激振力的主要因素。在建立抽排汽口、有偏差的静叶流道、静叶尾迹、冲角等各主要影响因素模型的基础上建立了通过傅立叶谐波分析定量确定各阶谐波激振力的一整套力学模型和数值计算方法。计算结果从一般规律上给出了各阶谐波激振力量值与其主要影响因素之间的关系，在确定叶片激振力和动应力计算中直接应用，不仅具有理论意义，且有工程实用价值。     

多缸柴油机机体结构有限元模态分析

本文应用有限元法，建立较为精细的柴油机机体有限元实体模型。应用ADAMS机械系统动力学分析软件计算激振力，并且在空间和时间上进行了离散等效施加。对激振力激励下的机体强迫振动响应进行了动态分析，考察机体在激振力的作用下的振动情况、振动评级，并联系穴蚀对气缸套外表面振动加速度进行评价。结果表明，本文采用的计算方案合理的反映了机体振动，具有工程应用价值。     

气隙激振力对转子临界转速的影响

从诱发汽流激振的原因出发,指出气隙激振力是汽轮机组发生汽流激振的主要原因,并以Riccati传递矩阵法为框架,建立能够处理包括气隙激振力在内的各种激振源对转子临界转速影响的计算模型。利用该模型就气隙激振力对转子临界转速的影响进行了计算分析,通过与试验台实测的结果对比分析,验证了计算模型的可靠性,得出了临界转速的下降量随着充气压力的提高而增大的结论。该计算模型今后还可应用于转子稳定性及汽流激振的分析研究。图5表2参3     

多缸柴油机机体结构有限元模态分析

本文应用有限元法,建立较为精细的柴油机机体有限元实体模型。应用ADAMS机械系统动力学分析软件计算激振力,并且在空间和时间上进行了离散等效施加。对激振力激励下的机体强迫振动响应进行了动态分析,考察机体在激振力的作用下的振动情况、振动评级,并联系穴蚀对气缸套外表面振动加速度进行评价。结果表明,本文采用的计算方案合理的反映了机体振动,具有工程应用价值。     

带冠叶片碰撞减振机理研究

通过对带冠叶片边界非线性条件的研究,建立了全新的带有碰撞阻尼的叶片三维实体单元有限元模型.对计算分析与试验结果进行了对比,验证了叶片的计算模型的计算精度,进而对两只平板叶片在不同间隙、激振力幅值和频率条件下的特性进行分析,结果表明:随着叶冠间隙、激振力幅值和激振力频率的增加,叶片出现明显的频谱分量;具有碰撞条件的叶片可以抑制外力做功,叶片动应力可以通过叶冠参数的调整进行控制.     

土石坝填筑碾压机械激振性态实时监控系统

针对土石坝填筑中对碾压机械输出激振性态(包括激振频率和激振力)的控制要求,研制开发了土石坝填筑碾压机械激振性态实时监控系统。通过在碾压机上安装高精度GPS定位模块、激振频率测定模块和单片机集成处理模块,在填筑碾压过程中自动采集碾压机的位置坐标、激振频率,实时计算碾压机输出的实际激振力大小,当激振频率和激振力不达标时及时报警。该系统避免了人为误操作及机械老化等原因造成的碾压机械激振性能异常的现象,实现了对碾压机激振频率和激振力的精准控制,以及碾压机操作手-施工管理人员-监理-业主一体化的远程管理,为实时指导现场施工提供了技术支撑,保证了坝料压实效果。     

蒸汽激振及其对大机组轴系振动和稳定性影响的计算分析研究

建立大机组轴系动力特性计算分析用的叶顶间隙激振及密封间隙激振刚度阻尼系数计算模型，编制了相应的计算分析软件，并应用该软件计算分析了不同结构及汽流参数对密封动特性系数的影响，对国产600MW机组在考虑蒸汽激振影响下的轴系振动稳定性进行了计算分析，并对汽轮机设计阶段如何降低或消除蒸汽激振带来的不利影响提出建议。     

呼吸机用电磁比例阀内振动特性数值模拟研究

作为呼吸机内的核心部件之一,电磁比例阀内的振动问题不可忽视。本文通过CFD方法首先探究了稳态条件下不同开度和质量流量对时均激振力大小的影响,其次对本文探究的电磁比例阀的固有频率进行了计算,最后对大时均激振力工况的瞬时激振力进行了计算并通过避开率对不同工况下呼吸机的安全性进行了评估。研究结果表明,在本文探究工况内,呼吸机的激振力对固有频率和公频的避开率均大于10%,符合规定。     

部分进汽下调节级叶顶偏心激振特性研究

建立了某350 MW汽轮机调节级全三维计算流体力学模型,研究部分进汽时不同阀序及阀门开度下转子偏心和叶顶围带对流体激振特性的综合影响规律。结果表明:随着各阀后压力升高,累计质量流量增大,激振力先增大后减小;激振力主要来自叶片内弧,但对于偏心状态下的自由叶片,累计质量流量较小时激振力主要来自叶片顶部;垂直与水平方向上的激振力近似相等;非对角进汽时比对角进汽时的激振力大,其中有、无围带叶片模型分别在开启Ⅰ阀、Ⅱ阀和Ⅲ阀时及非均匀开启四阀时的激振力达到最大值,约占高压转子重力的24%～35%;转子偏心及叶顶围带结构均会导致激振力增大,但也受到进汽阀序、转子偏心方向及两者相对位置的影响;相同工况下,转子偏心时最大激振力约为无偏心时的133.94%,有围带叶片的最大激振力约为自由叶片的150%。     

气流激振力作用下碰磨转子的分叉现象

采用超超临界压力是提高汽轮机热效率的重要途径。随着蒸汽参数的提高,作用在转子上的激振力将显著增大,使得机组发生气流激振的可能性远远大于亚临界机组,因此有必要对气流激振作用下转子的非线性动力学特性加以研究。本文采用双控体模型来计算气封腔内的蒸汽对转子的激振力,分析了气流激振力作用下的碰磨转子的分叉特性。着重讨论了输入气压、密封间隙及转子转速等决定气流激振力大小的因素对碰磨转子分叉特性的影响。研究结果表明,气流激振力将明显抑制碰磨转子的拟周期运动。这种抑制作用随着输入气压的升高、密封间隙的减小而增强。     

液体环形密封转子动力特性CFD数值计算分析

首先研究建立环形密封物理模型和划分计算区域网格的方法;然后选择计算模型,确定边界条件,利用有限体积法的CFD-Fluent软件,计算该密封流体激振力和泄漏量;最后依据转子动力模型和激振力方程,计算环形密封动特性系数,与Lindsey的实验结果和Childs的理论计算结果进行了比较,结果表明本文的CFD数值计算结果比基于整体流动理论的计算结果更接近实验值。     

内燃机机体振动信号时域识别方法研究

根据内燃机在工作过程中，其机体在不同时刻受到不同激振力作用这一特点，对机体振动信号在时域上进行了分析处理与识别。首先，对内燃机在工作过程中的机体振动信号进行小波降噪处理，从而突出了其机体在不同时刻受到激振的结果。然后，对机体在不同时刻所受到激振的结果分别建立二阶AR模型，以模型系数作为模式识别参数。最后，采用感知器神经网络对模型参数进行识别与分类。由于只对振动信号进行处理与识别便可得到与不同激振力相关的信息，因此这种处理与识别方法具有形式简单，便于实现的特点，因而，对实现内燃机在线控制，监测与故障诊断均有重要的应用价值。     

汽轮机部分进汽试验台振动数值分析

针对汽轮机部分进汽试验台建立三维计算模型,通过有限元方法对不同工况下汽轮机组的振动情况进行数值分析,并通过在基频下实验与模拟结果的比较,验证了数值计算的正确性,同时给出了在倍频上没有出现振动的原因。计算结果表明:不同工况下,转速、进口总压对激振力引起的基频振动都有较强的影响;随着进口总压的上升,机组在基频上的振动将加强,同时也要关注高频激振力引起的高频振动。计算的结果为机组的安全运行提供了有价值的数据。     

叶片动应力计算的重要改进及其在不调频叶片设计上的应用

叶栅流场中的叶片受流道中汽流力的作用，同时也承受了流道中谐波汽流力的激振。由于谐波汽流力沿周向波动，其对叶片的激振力应该是流道宽度内谐波激振力的积分。本着这一观念对ASME早期发表的动应力基本方程进行改进，重新作了推导，并指出了降低叶片共振应力的途径。多年来已取得了成功应用，其中涉及带冠单叶片的动强度特性及不调频叶片事故处理的材料综合抗振强度对比分析，对工程实践具有一定的参考借鉴的价值。     

倾斜转子对密封流体激振特性的影响

建立了具有倾斜转子的普通梳齿密封全三维数值计算模型,利用计算流体力学方法对转子倾斜情况下密封流体激振力进行了数值研究,得出偏转角度、偏心距、入口压力和转速对泄漏量和流体激振力的影响.结果表明:偏转角度和偏心距对泄漏量影响较小;入口压力与泄漏量呈线性关系;偏转角度、偏心距、入口压力和转速对径向力和切向力的影响基本呈线性关系,偏转角度、偏心距、入口压力以及转速对径向力的影响较对切向力的影响大;由于转子倾斜,径向力随转速和偏心距的增大逐渐减小.     

横向流体激振力作用下叶轮转子的分岔特性

将离心叶轮转子系统简化为Jeffcott转子,建立了带有支座松动与碰摩耦合故障的不平衡离心叶轮转子在非线性横向流体激振力和非线性轴承油膜力作用下的振动分析模型,并推导了系统的无量纲运动方程.运用数值积分法研究了系统的分岔特性,最后分析了横向流体激振力对含有松动与碰摩的离心叶轮转子系统动力学性能的影响.结果表明:在转速较高时,横向流体激振力对该类转子的分岔特性有较大影响.     

裂纹故障转子弯,扭耦合振动的数学模型

通过力学分析，列出了一个简单的含有横向裂纹故障转子的弯、轴耦合形式的微分方程组， 转子运动过程中Ｘ方向的激振力、弯曲刚度、Ｙ方向的激振力、弯曲刚度、扭激振力、扭转风景工和转子的瞬时位置关系的数学模型。     

600 MW汽轮机叶轮偏心汽流激振力分析与模拟

以某发电厂超临界600 MW汽轮机转子为研究对象,根据蒸汽做功原理对动叶流道处的动偏心激振力进行了分析.在围带汽封处采用CFD软件模拟涡动转子泄漏蒸汽的三维黏性流场,确定了汽流激振力.计算结果表明:在不对称进汽工况下,转子将受到较大的静态汽流力;当采用对称进汽时,汽流激振力很小,有利于提高转子的稳定性;与额定工况比较,在阀门全开(VWO)工况下,径向激振力的增幅很大,而切向激振力和泄漏量的增幅却很小,表明大型汽轮机采取对称进汽方式可以提高转子运行的稳定性.