某核电厂汽轮机叶片失效的共振模式诊断

某核电厂汽轮机次末级叶片在运行中发生疲劳开裂,造成停机事故。通过三维照相技术建立叶片几何模型,基于叶根三维模型设计了试验夹具。ANSYS静频计算结果与锤击试验结果吻合良好,证明有限元模型合理;静强度分析表明运行工况下叶根最大静应力区域与失效位置一致。基于动频计算结果及叶片坎贝尔图识别出9阶共振是运行中最有可能的共振模式。通过振动耐久试验模拟了叶根与夹具之间的振动磨损情况,进一步验证了运行中长期9阶共振下叶根与轮槽之间存在接触磨损,接触磨损与振动疲劳效应叠加,促使叶片最终疲劳开裂。