用波传动法对叶片成整圈结构的节径振动振型分析

风机叶片振动信号分析与故障特征提取随着工业领域的发展，风机在许多行业中被广泛使用，如电力、石化、冶金等。

风机的稳定运行直接关系到生产工艺的正常进行和设备的寿命。

然而，由于各种原因导致的风机叶片振动可能会造成设备故障，降低其运行效率和使用寿命。

在风机叶片振动信号分析与故障特征提取方面，一项关键的任务是通过信号处理技术来提取故障特征，帮助工程师们实现风机的智能监测与故障预警。

下面，将针对这一问题进行详细探讨。

1. 信号采集与预处理风机叶片振动信号的采集通常使用传感器进行，传感器将叶片振动转化为电信号进行采样。

然后，我们需要对采集得到的信号进行预处理，包括滤波、降噪和提取有效信息等。

滤波的目的是去除噪声和干扰，使得后续处理更为准确可靠。

2. 叶片振动信号分析方法针对风机叶片振动信号，我们可以采用多种信号分析方法，来获取相关故障的特征信息。

其中，时域分析可以用来观察信号的波形和周期性，通过计算均值、方差等统计量来评估叶片的振动稳定性。

频域分析则通过傅里叶变换等方法，将信号转化到频域进行分析，可以得到不同频率分量的能量分布情况。

此外，小波变换、时频分析等方法也可以应用于叶片振动信号的分析。

3. 故障特征提取与模式识别通过信号分析得到的故障特征可以用于判断叶片是否存在故障，并对故障类型进行分类。

常用的故障特征包括振动幅值、频率、能量等。

针对叶片振动信号中的频率成分，可以采用谱峰提取、小波包分析等方法进行特征提取。

同时，将提取得到的特征输入到模式识别算法中，如人工神经网络、支持向量机等，可以实现对故障类型的自动识别。

4. 故障诊断与预警基于风机叶片振动信号的分析与特征提取，我们可以建立故障诊断与预警系统，实现对风机运行状态的实时监测。

当系统检测到异常振动信号时，可以自动发出预警信号，并进行故障类型的诊断。

根据诊断结果，工程师们可以采取相应的措施，及时修复或更换受损的叶片，从而避免更大的损失。

综上所述，风机叶片振动信号分析与故障特征提取是实现风机智能监测与故障预警的重要步骤。

某航空发动机涡轮叶片的振动特性试验及分析某航空发动机涡轮叶片的振动特性试验及分析目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 论文研究目的和意义 (1)1.2 国内外研究现状 (2)1.2.1 新一代航空发动机的要求 (2)1.2.2 叶片振动特性测试技术研究现状 (3)1.2.3 叶片振动特性分析现状 (5)1.3 本课题主要研究内容 (6)2 叶片振动特性分析 (7)2.1 航空发动机叶片的结构及工作原理 (7)2.1.1 叶片的结构 (7)2.1.2 叶片的工作原理 (8)2.2 航空发动机叶片的常见故障原因及振动分析 (9)2.2.1 叶片常见故障分析 (9)2.2.2 叶片振动的基本形式 (9)2.2.3 叶片振动特性的主要参数 (10)2.3 叶片的共振特性分析 (13)2.4 本章小结 (13)3 基于振动台共振法的叶片振动特性试验分析 (14)3.1 试验方法简介 (14)3.2 振动测试系统 (15)3.2.1 静频与振型测试系统 (15)3.2.2 应力测试系统 (18)3.3 试验数据及结果分析 (22)3.3.1 叶片夹具装夹夹持状态测试 (22)3.3.2 固有频率及振型测试 (24)3.3.3 叶片相对振动应力分布测试 (25)3.3.4 干扰问题及解决对策 (27)3.4 本章小结 (28)4 基于锤击法的叶片模态分析试验 (29)4.1 模态分析试验目的及基本原理 (29)- IV-万方数据大连理工大学专业学位硕士学位论文4.1.1 模态分析基本原理 (29)4.1.2 频向函数的幅频特性与相频特性 (30) 4.1.3 频向函数的实频特性与虚频特性 (32) 4.1.4 频向函数的矢端特性 (34)4.2 模态测试系统 (35)4.2.1 硬件系统 (35)4.2.2 软件系统 (36)4.3 试验过程及结果分析 (36)4.3.1 振动模态试验 (36)4.3.2 模态参数识别 (38)4.3.3 试验结果 (41)4.4 本章小结 (42)5 基于ANSYS的叶片振动特性分析 (43) 5.1 基于ANSYS的叶片有限元分析 (43) 5.1.1 有限元方法的基本思想及分析步骤 (43) 5.1.2 叶片实体建模 (44)5.1.3 叶片有限元模型建立 (45)5.1.4 边界条件 (48)5.2 叶片的有限元分析结果 (50)5.2.1 叶片固有频率 (50)5.2.2 叶片模态分析 (50)5.2.3 有限元结果验证 (53)5.3 叶片的共振分析 (54)5.3.1 发动机工况 (54)5.3.2 叶片动态模态分析 (54)5.3.3 叶片共振裕度校核 (56)5.4 本章小结 (56)结论 (58)参考文献 (59)致谢 (61)大连理工大学学位论文版权使用授权书 (62)- V -万方数据大连理工大学专业学位硕士学位论文1 绪论1.1 论文研究目的和意义航空工业水平不仅代表了一个国家的工业水平和科技水平，更集中体现了一个国家的国防实力和综合国力。

一种求解含围带阻尼成圈叶片振动响应的高效方法邱恒斌;徐自力;刘雅琳;上官博【摘要】针对含围带阻尼成圈叶片的非线性振动响应计算时自由度多、迭代求解计算量大的问题,综合波传动法、高阶谐波平衡法及Receptance法推导了一种求解含围带阻尼成圈叶片振动响应的高效方法.根据成圈叶片结构周期对称的特点,采用波传动法,将含围带阻尼成圈叶片降阶为一个基本扇区进行振动分析,接触面的非线性摩擦力可由单个扇区的位移结合干摩擦模型求得;将降阶后单个扇区的时域振动微分方程由高阶谐波平衡法转化为频域代数方程,通过叶片正则振型的正交性对频域的振动方程进行解耦,并利用叶片局部非线性的特点对非接触面上的线性自由度进一步缩聚,从而减少非线性迭代的规模,提高计算效率.算例结果表明:采用所提求解方法的响应计算结果与采用整体模型的结果相差小于0.33％,计算时间缩短为原来的10％,验证了该方法的正确性、高效性,同时采用该方法研究了真实围带阻尼叶片的非线性振动响应.【期刊名称】《西安交通大学学报》【年(卷),期】2016(050)011【总页数】6页(P1-6)【关键词】成圈叶片;振动响应;围带阻尼;降阶方法【作者】邱恒斌;徐自力;刘雅琳;上官博【作者单位】西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室,710049,西安;西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室,710049,西安;西安建筑科技大学环境与市政工程学院,710055,西安;西安热工研究院有限公司,710032,西安【正文语种】中文【中图分类】TK263.3为了避免透平机械发生高周疲劳,叶片系统经常采用干摩擦阻尼结构来增加阻尼以减小叶片的振动幅值[1-2]。

叶片振动过程中,干摩擦阻尼结构利用接触面之间振动产生的相互摩擦来消耗振动能量,降低振动水平。

干摩擦阻尼结构的存在使叶片系统成为变刚度、变阻尼的非线性动力学系统。

为了更好研究干摩擦阻尼结构叶片的振动特性,叶片系统常采用有限元模型进行分析。

海上风力发电风轮叶片振动特性分析与控制概述海上风力发电已经成为可再生能源领域的重要组成部分。

然而，由于复杂的海洋环境和长期风力作用，风轮叶片的振动问题成为海上风力发电系统的一个关键挑战。

本文将对海上风力发电风轮叶片振动特性进行分析，并探讨相应的控制方法，以提高风力发电系统的可靠性和效率。

风轮叶片振动特性分析风轮叶片振动是受到多种因素的影响，包括风速、风向、海水条件、叶片结构和设计等。

在振动特性分析中，可以通过数值模拟和实验方法来研究风轮叶片的振动行为。

一种常用的数值模拟方法是有限元分析法。

通过将风轮叶片划分为小的有限元单元，可以得到风轮叶片的应力、位移和振动模态等信息。

这些信息可以用于评估风轮叶片在不同工况下的振动特性，包括共振频率、模态形状和振动幅值等。

此外，实验方法也是研究风轮叶片振动特性的重要手段之一。

通过在风洞中模拟风场，可以测量风轮叶片在不同风速下的振动响应。

这些实验数据可以与数值模拟结果进行比较，验证数值模拟的准确性，并提供更全面的振动特性信息。

风轮叶片振动控制方法为了减小风轮叶片的振动幅值，提高风力发电系统的可靠性和效率，研究人员提出了多种振动控制方法。

一种常用的振动控制方法是在风轮叶片上安装主动控制装置。

主动控制装置可以根据叶片的振动状态自动调整叶片的形状，改变叶片的刚度和阻尼特性，从而抑制振动。

这种方法可以通过反馈控制和自适应控制实现。

反馈控制根据叶片振动信号的测量值对主动控制装置进行调整，而自适应控制则根据叶片振动信号的估计值对主动控制装置进行调整。

另一种常见的振动控制方法是 pass-ive 控制，即在风轮叶片上安装被动控制装置。

被动控制装置通常包括阻尼器和质量块。

阻尼器可以通过吸收叶片的振动能量来减小振动幅值，而质量块可以改变叶片的模态形状，从而调整叶片的振动特性。

此外，还可以通过改进叶片的结构和设计来控制振动。

例如，通过增加叶片的刚度和强度，可以提高叶片的抗风能力和抑制振动的能力。

建模。

最后，利用有限元法分析得到的有关结果列于袭１。

整体叶盘转子有限元模型如图２所示。

表ｌ模拟协调转子所需有关参数（有限元分析结果）轮盘一节圆．Ｈｚ轮盘二节径，Ｈｒ．叶片一弯频率．Ｈｚ叶盘二节径频率，Ｈｚ叶片数２３２．２５１３１８４５．３４９２０Ｉ．０２７３１９７．８５８５１９图１单个叶盘扇区（１／１９四周）有限元模型圈２整体叶盘转子有限元模型多自由度叶盘转子模型如图３所示。

其中，叶片被模化为一根弯曲弹簧‰和附着于弹簧一端的质点Ｍｂ；轮盘可模化为：散布于盘缘的质点Ｍｄ通过弯曲弹簧Ｉ（ｄ，与轮轴相连（径向），相邻质点通过弯曲弹簧Ｋｄｃ相连（周向）。

模拟过程中所用的原理就是多自由度系统的特征值问题。

有关多自由度模型参数的确定方法详见文献…。

此多自由度模型的质量和刚度均为模态值，即分别为模态质量和模态刚度。

因为模态值均为相对值，所以此处取Ｍｄ＝１．０，则其它各量以此为参照，由计算得出。

用于错频评估的特定模态的选择，取决于感兴趣的激励频率范围和现有的试验数据。

由图３多自由度叶盘转于模型于本文的错频研究更着重于方法的探索，所以在固有频率的选择方面，只取用了盘和叶盘的二节径静频。

根据表１中的参数．可以计算得到针对协调转子二节径振动的模型参数。

对于错频转子，只需根据各个叶片的实际频率计算陆即可。

袁２总结地列出了此模型对应的基本参数。

而对予随机错频转子，当叶片刚度有一个随机失调堡时，叶盘转子系统即为错频系统，运用多自由度叶盘转子模型即可研究错频叶盘转子的动态响应特性。

７５叶盘结构振动特性分析方法研究作者：何俊勇， 王延荣作者单位：北京航空航天大学能源与动力工程学院,北京,100083本文链接：/Conference_6168349.aspx授权使用：北京航空航天大学(bjhkht)，授权号：426ef2bf-7f4a-492e-ae10-9e7200c7218a下载时间：2011年1月21日。

第23卷第5期电站系统工程V ol.23 No.5 2007年9月Power System Engineering Sep., 2007 文章编号：1005-006X(2007)05-0055-03汽轮机叶片自振频率与振型的测量方法研究*长沙理工大学能源与动力工程学院 晋风华摘要：汽轮机叶片自振频率的测量和振型的确定对于机组的安全运行具有重要的意义。

以前监测叶片的振动特性主要采用自振法和共振法两种，由于受仪器设备本身性能限制和人为因素的影响，测量精度不高，叶片振型判断困难。

为此研究了一套基于频谱分析仪的叶片自振频率与振型测量系统，测试结果表明，该方法测量结果准确，使用方便，可以实现汽轮机叶片频率与振型的测量。

关键词：汽轮机；叶片；振动；频率；振型中图分类号：TK268.+1 文献标识码：BResearch on Measuring Method of Self-vibration Frequency andVibration Mode of Steam Turbine BladesJIN Feng-huaAbstract: The measurement of self-vibration and determination of vibration mode for steam turbine blades is significant to the safe operation of the unit. Former monitoring of blades vibration characteristics mainly adopt self-vibration method and resonance. As limited by device itself and human elements, the measuring accuracy is not high and it is difficult to judge the vibration mode, thus, a set of measuring system used for blades self-vibration frequency and vibration mode based on spectrum analyzers is studied. The measuring results show that this method has correct measuring results, easy to use, can provide measurements for steam turbine blade frequency and vibration mode.Key words: steam turbine; blades; vibration; frequency; vibration mode汽轮机是一种复杂而精密的机构，它通过叶片将高温、高压蒸汽所具有的内能转换成机械能。

风力机叶片的设计及振动特性分析作者：刘姝来源：《品牌与标准化》2016年第02期【摘要】本篇论文针对的机型是1.0MW水平轴风力发电机，对叶片进行优化设计及振动特性分析，以气动设计理论作为基础，从风机的基本参数、叶尖速比、风轮直径以及翼型插值等方面确定叶片的基本参数。

本文根据叶素动量理论的相关知识，根据Wilson叶片设计方法确定风机叶片的几何外形，以MATLAB软件为计算工具，采用迭代算法计算叶片外形的各种参数，并修处理弦长、扭角等，得到优化结果。

通过对NACA4412翼型单元坐标进行旋转和成比例放大转换，获得具有良好空气动力学性能的风力机叶片的外形数据。

【关键词】风力机叶片振动特性叶素-动量理论迭代算法有限元分析【DOI编码】 10.3969/j.issn.1674-4977.2016.02.010风能是气流变动而生成的动能，没有任何污染的可再生能源。

根据多年记录，在小于0.25s的时间里，风速一定能够27m/s然变到37m/s。

阵风为风力机创造了改变的气动原因。

风力不仅强弱改变，风电轮轴可对风有调向运动，进一步导致陀螺力矩，它应用在叶片上是一种改变的惯性载荷。

还有，相对大型风力机，叶片本身的重量也是无法忽略的负载，这个负载对转动的叶片也是说变化就变化的。

在相互方方面面条件的共同影响，风力机在运行的进程中，可能会表现出颤振，致使叶片损坏。

对风轮叶片通过有限元考虑，分析工程机械的固有频率和振型，进一步预算和理解其在外载荷情况下的结构动力学特性，是非常必要的[1，2]。

5 总结本文在变换了翼型截面空间坐标的同时，绘制了叶片各个截面的空间曲线。

利用相关软件对风机叶片进行了三维实体建模，通过模态分析，得到了叶片在零转速下的前十阶固有频率及振型。

根据得到的振型，可以清楚的看出优化后叶片具有更强的抗扭振能力。

通过模态分析可知，风力机叶片的主要振动型式为挥舞和摆振，第七阶挥舞加上扭振，直至第十阶振型，才能凸显出扭转振动的影响。

叶-盘结构振动分析中几个问题的探讨摘要：本文旨在探讨叶-盘结构振动分析中的几个关键问题。

首先，我们分析了叶-盘结构的特性以及如何用于振动分析。

接下来，我们探讨了叶-盘结构振动分析中可能存在的问题，包括弹性力学数据准确性、测试设备性能、估算模型工具和振动控制策略。

最后，我们提出了一些有效的解决方法，以帮助改善叶-盘结构振动分析的精度和可靠性。

关键词：叶-盘结构，振动分析，弹性力学数据，测试设备，估算模型，振动控制策略。

正文：叶-盘结构是一种结构形式，其特征是由叶片、环框和轴承组成，用于载体机械设备的旋转部件。

它可以帮助传输大量动能，使设备保持稳定并避免磨损。

此外，叶-盘结构还可以用于振动分析，以检测叶片的轮毂的曲柄等部件的振动情况。

然而，振动分析中可能存在若干技术问题，其中最主要的问题是弹性力学数据准确性、测试设备性能、估算模型工具和振动控制策略。

针对上述问题，需要采取有效的措施来改善叶-盘结构振动分析的精度和可靠性。

首先，应采用有效的实验方法来确定准确的弹性力学数据，例如利用FEM、实验力学和数值分析等技术，以实现对振动力学性能进行准确评估。

其次，可以考虑改进测试设备，以更准确地记录叶-盘结构的振动情况。

此外，为了有效地估算模型，可以考虑采用更好的估算算法来实现快速、准确地估算结果。

最后，应制定配套的振动控制策略，以确保叶-盘结构的振动可控。

综上所述，本文讨论了叶-盘结构振动分析中的几个关键问题，并提出了一些有效的解决方法，以提高叶-盘结构振动分析的精度和可靠性。

叶-盘结构的振动分析可以应用于机械设备的精确检测和性能评估，主要是为了检验机械设备的稳定性和耐久性能。

在使用叶-盘结构进行振动分析之前，应先进行准备工作，包括对叶-盘结构的结构特征、基本参数、材料及材料力学性能、弹性力学性能等参数进行详细分析和研究。

接下来，应该选择合适的振动分析方法，根据不同的应用场景，可以采用模拟试验、实验测量或者数值分析的方法来对叶-盘结构的振动情况进行评估。

汽轮机叶轮（片）的振动特性实验汽轮机叶轮，是汽轮机主要部件之一，对于一些刚性不足的叶轮，常因激振力频率与叶轮固有频率相等或接近时产生强烈地共振而引起叶轮的损坏。

当叶轮振动时，总是带动安装在上面的叶片同时振动，故叶轮的振动实质上是叶轮——叶片合成的弹性系统的振动，故是轮系振动，但习惯上常称为叶轮振动。

由于叶轮直径甚大，沿圆周方向的刚度甚大，所以叶轮一般不会产生切向扭转振动；但叶轮的厚度小（相对半径而言），轴向的刚度小，易发生轴向振动。

在叶轮振动的同时，往往会引起镶嵌在叶轮外缘的叶片振动，这对叶片又是一个极大的威胁。

汽轮机叶片损坏所造成的事故停机占汽轮机事故的70%以上，国内外发电厂常因汽机叶片损坏事故停电，造成巨大的经济损失。

为了确保叶片在汽轮机运行中的安全，必须避开叶片危险的共振。

使之不落入共振区之外，由于叶片的几何形状复杂，对自振频率特性产生影响因素很多，除了从理论上计算叶片的自振频率外，还要对叶片振动特性进行测定。

另外，汽轮机运行一个阶段以后，由于叶片受到蒸汽的腐蚀、磨损，受热变形，叶根紧固力改变以及复环和拉金的连接状态的改变，都会引起叶片自振频率的变化。

所以，汽轮机每次大修时都要对叶片的切向A0型的自振频率进行测定、校核，根据自振频率有无改变，亦可以发现叶片有无隐患如裂纹及其损伤。

因此，对叶轮（片）振动特性的研究不可忽视。

一、实验目的通过实验掌握汽轮机叶轮（片）振型及对应频率的测试方法，验证叶轮（片）在不同频率下共振时的振型，加深对叶轮（片）振动理论的理解和增强感性认识。

提高基本测试技能，掌握实验仪器、仪表的使用方法，培养独立思考与动手能力。

故本次实验的任务如下：（1）掌握共振法测定叶轮自振频率和频谱分析法测定叶片振动特性的基本方法，以及判别振型的基本方法；（2）用共振法测量叶轮轴向振动的自振频率，观察不同频率比下的李沙如图形，加深理解叶轮的振动特性。

用频谱分析法测定叶片的自振频率，观察叶根紧力对自振频率的影响；（3）了解实验中各种仪器、仪表使用方法及性能，独立完成联接实验线路与实验操作；（4）测出叶轮轴向的m=1、m=2、m=3、m=4、m=5、m=6等振型及对应频率，写出实验报告。

叶片固有特性分析和振动响应方法研究摘要叶片是航空发动机的主要零件之一，其结构强度直接影响到发动机的工作效率和运行可靠性。

叶片的工作环境比较恶劣，除了承受高速旋转的气动力、离心力和振动负荷外，还要受到热应力的作用，很容易发生故障。

以航空发动机为例，据统计振动故障率占发动机中总故障率的60%以上，而叶片振动故障率又占振动故障率的70%以上。

因此，有必要在叶片的设计过程中建立合适的有限元模型并进行振动固有特性分析和响应分析。

本文针对叶片固有特性和振动响应的分析方法进行研究。

首先对叶片固有特性分析方法和振动响应分析方法进行了综合性评述。

在总结前人对叶片固有特性和振动响应分析方法的基础上，采用解析法和有限元方法相结合，准确预估和分析叶片固有特性，采用CFD应用软件FLUENT对叶片进行三维流场的模拟，在此基础上对叶片进行振动响应分析。

本文的主要研究内容大致可以归为以下几个方面：(1) 研究叶片振动的解析计算方法，在叶片扭向角不大的情况下，通过建立一些假设将叶片视为变截面梁，利用经典的梁弯曲和梁扭转理论计算叶片的振型和自振频率。

(2) 采用ANSYS有限元软件，对叶片进行固有模态分析和带有预应力情况下的模态分析，并对两种情况下的结果进行了对比，其中考虑了转速不同时的离心力对叶片固有特性的影响，并绘制Campbell图。

(3) 采用FLUENT对叶片作流场分析，分析了叶片流场速度、压力等沿叶片径向分布情况，并研究了不同转速对叶片流场速度、压力的影响。

(4) 基于叶片流场分析的结果，应用ANSYS软件，对考虑S1、S2气动加载和集中载荷加载三种情况下的叶片振动响应进行了计算和分析。

本文对叶片固有特性和振动响应分析方法研究实现了叶片振动解析法和考虑S1、S2气动加载、集中载荷加载振动响应的计算，对叶片的初期设计有重要的意义。

关键词：叶片；固有特性；振动响应；计算方法[键入文字]The Analysis Method Study of Inherent Characteristic and Vibration Response of BladeAbstractBlade is one of the crucial parts of aero-engine, its structural strength directly affecting the engine's efficiency and reliability. Blade, relatively poor working environment, in addition to withstanding high speed rotation of the air force, centrifugal force, vibration loads and thermal stress, is easy to faults. For example, vibration fault rate of Aero-engine accounts above 60% of total fault rate according to statistics. While the blade vibration fault rate has accounted above 70% of vibration fault rate. Therefore, it is necessary to establish suitable finite element model for analysis of the inherent characteristics and vibration response in the blade design process.In this paper, analysis method of the inherent characteristics and the vibration response of the blade are researched. First, this paper makes a comprehensive exposition about the research on the analysis method for inherent characteristics and vibration response of blade. On the basis of the conclusion of our predecessors on the method for inherent characteristics and vibration response of blade, using analytical method and finite element method to accurately predict and analyze the inherent characteristics of blades, using CFD software FLUENT to simulate blade three-dimensional flow field. Vibration response of the blade is analyzed on this.The paper includes the follows:(1) Analysis calculation methods of the blade vibration are researched. The twisting of the blade is not the case. Blade is considered variable section beam through some assumptions, using the classical theory of beam bending and torsion to calculate the bending and torsion mode shapes and natural frequency of blade.(2) Using ANSYS finite element software, the blade’s natural modal analysis and prestressed modal analysis are done. And in both cases the results are compared, and taking into account the inherent characteristics of the centrifugal force of the blade. In the basis of modal analysis to study the resonance of the blade and draw the Campbell map.(3) Using FLUENT for flow field analysis of the blades, analyzing blades flow velocity and pressure distribution along the blade radial and different speed impacting on flow rate,pressure of the blades .(4) Based on the flowing field analysis, the application of ANSYS software, considering the S1, S2 pneumatic load and concentrated load to analyze blade vibration response The analysis method study of inherent characteristic and vibration response of blade implement analysis method of blade, considering the vibration response of S1, S2 pneumatic load and concentrated load. It is important for the initial design of blade.Key words: Blade; Inherent characteristic; Vibration response; Calculation method目录摘要 (I)Abstract..................................................................................................................................... I I 第1章绪论 (1)1. 1 研究背景和意义 (1)1. 2 国内外研究现状 (2)1.2.1 叶片固有特性分析方法 (2)1.2.2 叶片振动响应分析方法 (3)1. 3 本文研究的主要内容 (7)第2章基于扭转梁假设的叶片振动的解析分析 (9)2. 1 引言 (9)2. 2 基本假设及坐标系 (9)2.2.1 基本假设 (9)2.2.2 坐标系 (9)2. 3 弯—扭耦合振动微分方程 (10)2. 4 振动微分方程组的降价处理和求解 (17)2. 5 计算方法及结果分析 (18)2.5.1 计算方法 (18)2.5.2 计算结果 (18)2. 6 本章小结 (22)第3章叶片固有特性的数值分析 (23)3. 1 引言 (23)3.1.1 模态分析理论 (23)3.1.2 静频和动频的概念 (24)3.1.3 叶片实体模型的建立 (24)3.1.4 叶片有限元模型的建立 (25)3.1.5 边界条件及求解方法的确定 (26)3.1.6 固有模态分析 (28)3.1.7 预应力模态分析 (33)3. 2 叶片的共振分析 (39)3.2.1 激振力 (39)3.2.2 共振 (39)3.2.3 共振图 (40)3. 3 本章小结 (41)第4章结论与展望 (43)4. 1 结论 (43)4. 2 展望 (43)参考文献 (43)第一章绪论1.1研究背景和意义航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械，被喻为飞机的“心脏”，其性能的好坏直接影响着飞机的飞行性能、可靠性及经济性。

汽轮机叶轮振动分析孙义冈余恩荪杭州汽轮机股份有限公司 310022[ 摘要]本文主要是对叶轮整个轮系作模态分析。

计算采用二种方法，对整个叶轮整体进行模态分析计算以及采用ANSYS的循环对称结构的模态分析方法。

对叶轮的振动形态进行分析，将其归纳为：（1）叶轮在各个节径振动时叶片轴向A0为主的振动；（2）叶轮在各个节径振动时叶片切向A0为主的振动；（3）叶轮在各个节径振动时叶片以扭振主的振动；（4）叶轮在各个节径振动时叶片切向A1为主的振动；（5）伞形振动；五部分进行分析。

文章最后对轮系振动的安全性进行评价。

[ 关键词 ] 叶片―叶轮系统有限元模态分析A Vibration Analysis of Disk in Steam TurbineSun Yigang Yu EnsunHANGZHOU STEAM TURBINE CO., LTD 310022[ Abstract ] A modal analysis of disk in steam turbine is discussed in this paper. The analysis is performed with two methods: modal analysis of whole disk and of cyclic symmetric structurewith ANSYS. The disk mode shape is summed up in five types: the disk vibrates at eachnodal diameter with blades vibrating mainly in axial A0 shape, in tangent A0 shape, in twistshape, in tangent A1 shape and the disk vibrates in umbrella type. Finally a safetyassessment about disk vibration is given in the paper.[ Keyword ] Blade-disk system, Finite element analysis, Modal analysis1前言长期以来，汽轮机的振动问题一直影响机组的安全可靠运行。

汽轮机调节级动叶片强度振动分析和安全评价张东连;黄彪;韦龙飞;喻敏【摘要】汽轮机调节级是汽轮机的重要部件,是关系汽轮机能否安全可靠工作的关键部件.文章对某调节级动叶片进行了强度振动特性常规计算和有限元计算,得出调节级在工作状态下的应力状态以及频率特性,并对调节级动叶片在工作状态下的动应力进行了计算和安全评估.【期刊名称】《东方汽轮机》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】5页(P17-21)【关键词】汽轮机;调节级;强度;频率;振动;动应力【作者】张东连;黄彪;韦龙飞;喻敏【作者单位】东方汽轮机有限公司,四川德阳,618000;东方汽轮机有限公司,四川德阳,618000;东方汽轮机有限公司,四川德阳,618000;东方汽轮机有限公司,四川德阳,618000【正文语种】中文【中图分类】TK14由于大负荷、高温以及部分进汽等因素，无论从经济性还是从安全性方面来看，调节级在大功率汽轮机所有零部件中，其工作条件都是最恶劣的。

从历史的角度和在世界范围内来看，设计和开发一个相对高效率、安全和制作较容易的调节级，其本身就是一大挑战。

调节级设计中面临的具体问题很多。

由于成圈结构对叶片动强度的明显改善，世界各透平制造厂家早就尝试对调节级使用成圈结构，但由于激振力大和温度高等原因难度极大。

因为短叶片（即大刚度叶片），尤其是高温段的短叶片成圈结构其频率特性是很难把握的。

本调节级叶片为自带冠动叶，在叶冠内背弧上装有内部楔形块，楔形块的离心力实现相邻叶片的围带部分区域连接，从而实现其成圈，叶根采用新型叉型结构，如图1所示。

该结构的设计思想为:通过控制有关参数结构，满足当振动响应增加到一定程度时，楔形块两端与叶冠楔形槽贴合部在高频激振响应的一个周期内交替发生铰支或刚支效应，即不发生共振，保证了安全性。

为了实现上述动力学特性，选择了接近最大的可能共振节径数M=Z2/2（Z2为全周动叶片只数），即选择了最大的相位差，从而保证了上述动力学特性的实现。