组合转子性能退化的裂纹位置敏感性研究

• 作 者: 高思霄
• 机 构: 中南大学
• 出 处: 中南大学
• 发表日期: 2014年期
• 关键词: 组合转子 性能退化 键合图 扭转振动 微裂纹 位置敏感性

燃气轮机从投入运行到发生故障,要经历一个性能逐步降低的过程,即燃气轮机的性能退化。而燃气轮机的退化大部分是由于其核心部件——组合转子的性能退化引起的。因此,对组合转子本身的性能退化规律进行研究非常有必要。本文立足于工程实际,基于键合图法建立m杆n盘组合转子扭转振动力学模型,以此为基础研究了轮盘微裂纹和拉杆微裂纹导致组合转子性能退化的位置敏感性。首先,针对组合转子非连续性的特点,考虑轮盘间接触界面,对组合转子做出了力学假设,基于键合图法建立了m杆n盘组合转子扭转振动力学模型。该模型不仅可以应用于组合转子的性能退化研究,也可用于组合转子的一般动力学特性研究。其次,为验证所建模型的正确性,本文对一实验组合转子的扭转振动特性进行了理论计算,并与实验测量结果、一连续整体转子理论计算结果进行了对比。结果表明本文所建模型是正确有效的,且组合转子与连续整体转子的扭转振动特性有着较大的差别。最后,研究了轮盘微裂纹和拉杆微裂纹导致组合转子性能退化的位置敏感性。研究发现：中部轮盘是组合转子性能退化对轮盘微裂纹最敏感的位置；拉杆两端是组合转子性能退化对拉杆微裂纹最敏感的位置。以上研究结论一方面发展了组合转子的动力学分析和建模方法,另一方面为组合转子的结构优化设计、性能退化规律与机理研究、性能退化趋势预测研究提供了一定的理论支持。