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透平机械在机械、电力、石化等诸多行业得到了广泛应用,叶片是其中最重要最核心的零件之一。由于叶片运行环境恶劣,同时承受离心载荷、气流载荷、温度载荷等的交变作用,很容易产生裂纹甚至断裂,因此结合工程实际需要,分析其静动态特性具有十分重要的意义。 本文利用有限元法,首先对某型工业汽轮机末级长叶片进行模态分析,分析了固定支撑约束、弹性支撑约束和限制法向位移约束三种边界条件对其频率和振型的影响,并利用Campbell图对其进行了共振分析。同时还对某型汽轮机首级自锁叶片进行了强度分析,结果表明满足静强度要求。 针对目前叶片共振分析中常用的Campbell图方法的不足,本文着重介绍了基于干涉图的汽轮机叶片振动安全评价方法,介绍了干涉图的基本原理和制图方法,并对某型汽轮机首级整圈自锁叶片进行了共振分析,较好的解决了对整圈叶片高频振动的预测问题。 叶盘结构在理想状态下是谐调的,但实际叶盘结构常常是失谐的。本文研究了刚度随机失谐(失谐强度分别为1%、3%和5%)和裂纹叶片(裂纹长度1mm、3mm和5mm)对叶盘结构振动特性的影响,结果表明:刚度随机失谐和叶片裂纹均能导致叶盘结构振动局部化;当叶盘结构发生刚度随机失谐时,其共振频率范围会变大,而裂纹的存在对叶盘共振范围影响较小;裂纹叶片的振动方向同其相邻叶片的振动方向相反,该现象可作为裂纹监测的判断依据。 叶片是透平机组中的核心部件,对其振动状态进行监测具有十分重要的意义。本文依托实验室现有设备对振动测试方案进行了设计,采用了基于叶尖定时技术的测试方案,并对实验所需的硬件系统和软件系统分别进行了介绍,对所需仪器设备和程序进行了选取。