整体叶盘叶片自动化抛光颤振抑制技术
李小彪;谷雪花;徐欣
【摘 要】Based on automated polishing machine of blisk,the geometric
surface of fluttered blade was bined with the automated
polishing system of blisk blade,the flutter mechanism was described.Based
on the flutter mechanism,the optimized programming
technology,polishing parameters and improving system rigidity were
determined to solve the flutter problem.The optimized tool axis
direction,polishing track,polishing parameters and filling method were
obtained.After experimental verification,the flutter is solved.And the
waviness average error tends to decrease,surface quality is improved
greatly.The chatter marks are eliminated obviously.%基于研制的自动化抛光系统,针对整体叶盘叶片抛光加工的颤振问题,分析了颤振后叶片表面的几何形貌.结合整体叶盘叶片自动化抛光系统,阐述了抛光颤振机理.基于颤振机理确定了编程技术优化、抛光参数优化、提高系统刚性等3种抛光颤振抑制技术,获得了优化后的刀轴方向、抛光轨迹、抛光参数及工艺填充方法.经试验验证,颤振现象,叶片波纹度、平均误差、表面粗糙度等减小,表面质量得到较大提升,颤振痕迹明显消除.
航空发动机中的涡轮叶片振动与失效分析
航空发动机作为飞机的核心部件，其性能和可靠性直接影响着飞行的安全与效率。在航空发动机中，涡轮叶片是一个重要的组成部分，其工作状态的稳定性和失效问题一直是工程师们关注的焦点。
涡轮叶片的工作环境复杂，充满高温、高压、高转速等极端条件。在此种严酷的工作环境下，涡轮叶片容易受到振动和应力的影响，从而引发失效。因此，对涡轮叶片的振动和失效进行分析和预测，对保证发动机的可靠性和寿命具有重要意义。
涡轮叶片振动的主要类型包括：自由振动、迫振动和共振振动。自由振动是指叶片在失去外界激励的情况下振动，其频率取决于涡轮叶片的固有特性；迫振动是指叶片受到外界激励作用下产生的振动，其频率与激励频率相等或近似等于；共振振动是指叶片在特定频率下产生的振动，当激励频率与叶片的固有频率相等或非常接近时产生共振效应。
涡轮叶片的振动会引发多种失效模式，主要包括：疲劳断裂、磨损和脱层。疲劳断裂是由于叶片长期受到振动和应力的作用，导致叶片材料的损伤和破裂，最终导致叶片的完全失效。疲劳断裂失效是发动机运行中最常见的失效模式之一。磨损是指叶片表面的材料逐渐被磨掉，造成叶片几何形状的改变和性能下降。磨损失效主要来自于高速旋转的气流对叶片表面的冲刷。脱层是指叶片表面涂层或附属零件与叶片本体之间的分离，导致叶片的性能下降和失效。
为了准确分析涡轮叶片的振动与失效问题，工程师们通常采用以下步骤：
1. 涡轮叶片固有振动特性的确定：通过理论计算和试验测试等方法，确定涡轮叶片在不同频率下的自由振动特性，包括固有频率、振型和振幅等参数。这些特性将成为后续振动分析的基础。
2. 外界激励的分析：分析叶片在运行过程中受到的外界激励，包括气动载荷、机械载荷和热载荷等。通过建立数学模型和仿真分析，确定叶片在不同工况下的激励载荷。
3. 耦合振动分析：将固有振动特性和外界激励进行耦合分析，计算叶片的总体响应。通过数值计算和有限元分析等方法，获得叶片在不同频率下的振幅、位移和应力等参数。 4. 振动与失效关系的建立：通过对实际失效样品的分析和试验测试，建立涡轮叶片振动与失效之间的关系模型。通过统计学方法和机器学习算法，预测涡轮叶片的失效概率和寿命。
风力机叶片振动抑制
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----宋停云与您分享---- 风力机叶片振动抑制
风力机叶片振动抑制是提高风力发电效率和延长风力机使用寿命的关键问题之一。在这篇文章中，我们将逐步思考如何减少风力机叶片振动以实现更可靠的风能利用。
第一步：了解叶片振动问题的原因
风力机叶片振动通常是由于风力机运行时受到风力的作用产生的。风力的变化和不稳定性会导致叶片产生振动，从而影响风力机的运行稳定性和发电效率。因此，我们需要深入了解叶片振动的原因，以便能够有针对性地解决这个问题。
第二步：优化叶片设计
叶片的设计对于减少振动至关重要。通过优化叶片的形状、材料和结构，可以减少叶片在风力作用下的振动幅度。例如，使用轻量化材料可以降低叶片的质量，从而减少振动的影响。此外，通过改变叶片的倾角和扭矩分布，可以进一步改善叶片的动态特性，减少振动。
第三步：安装振动传感器和监测系统 ----宋停云与您分享----
----宋停云与您分享---- 为了及时监测和诊断风力机叶片的振动情况，可以安装振动传感器和监测系统。这些传感器可以实时监测叶片的振动频率、幅度和模态等参数，并将数据传输到监测系统进行分析和处理。通过监测系统的帮助，我们可以及时发现叶片振动问题，并采取相应的措施进行调整和修复。
第四步：使用主动振动控制技术
主动振动控制技术是一种有效的叶片振动抑制方法。通过在叶片上安装执行器和控制系统，可以实时调整叶片的振动状态，从而减少振动的幅度和影响。例如，通过调节叶片的刚度和阻尼，可以缓冲和抑制叶片振动。此外，利用先进的控制算法和传感器反馈，可以实现更精确的振动控制。
第五步：定期检查和维护叶片
定期检查和维护风力机叶片是减少振动的重要措施之一。通过定期检查叶片的表面和内部结构，可以及时发现和修复风力机叶片的缺陷和损坏，从而减少振动的风险。此外，及时清理叶片上的灰尘和污垢，可以保持叶片的光滑度和流线型，减少振动的影响。
汽轮机失谐叶盘局部化振动试验研究
赵英凯; 潘宏刚; 陈尚年; 张新虹; 李思萱; 于光佐
【期刊名称】《《沈阳工程学院学报（自然科学版）》》
【年(卷),期】2019(015)004
【总页数】6页(P317-322)
【关键词】汽轮机; 失谐叶盘; 沙型; 振动局部化
【作 者】赵英凯; 潘宏刚; 陈尚年; 张新虹; 李思萱; 于光佐
【作者单位】沈阳工程学院 能源与动力学院 辽宁 沈阳 110136; 山西鲁能河曲发电有限公司 山西 河曲 036509
【正文语种】中 文
【中图分类】O329
汽轮机叶片因共振或高周疲劳而导致的断裂失效是汽轮机系统常见的重大故障之一［1］。为了减少这种故障，汽轮机的叶盘系统常被设计为谐调的,叶盘结构呈现循环对称结构。作用在叶片上的振动激励在一定的频率范围内会沿着圆周方向均匀传递。但是由于叶片受到加工、运行磨损、材料性质等因素的影响,叶片间的性质均存在较小的差异,即失谐。叶盘系统的循环对称结构被失谐破坏了,而其动力特性也会受到很大的变化［2］。由磨损和使用引起的随机失谐会导致振动局部化，降低其使用寿命和安全性。为此，通过对汽轮机叶片和叶盘系统的振动进行试验研究，可以为汽轮机转子动力学分析以及设计制造提供更有效的依据和参考数据。 目前，人们已采用多种形式的力学模型进行叶片-轮盘结构系统的分析：集中参数模型［3］是分析叶轮结构系统最常用的模型，在这个模型中，每个叶轮片段由连接到基础的单自由度或多自由度弹簧质量集中参数振荡器表示。每个振动器通过无质量弹簧连接以模拟叶片之间的空间相互耦合，振动器之间的耦合主要是单自由度的，而振动器本身具有单一自由度、两个自由度和多个自由度等多种形式。为了提高机械模型的模拟精度，许多学者使用梁和板等连续参数描述的结构元素来模拟叶片和轮盘，这种模型被称为连续参数模型；张宏远［4］等针对航空发动机压气机叶盘系统有限元模型，采用子结构模态综合法，引入相对振动局部化因子，分析不同失谐标准差下失谐叶盘系统的振动响应局部化特性，得出激励阶次对失谐叶盘系统频率、位移和应变能分布影响，相对局部化因子呈现先增大再减小的趋势。在Kaza和Kielb［5］的研究中，轮盘和叶片被用来模拟相同的圆板厚度，并使用弹性梁来模拟叶片；Rzadkowski［6］使用一个梁来模拟叶片，考虑了剪切变形、旋转惯性、叶片的预弯和离心效应（聚集效应的影响）；Turcotte［7］等人使用具有结构阻尼的Euler-Bernoulli梁来模拟叶片，并且在根部使用弹簧连接来考虑叶片之间的耦合；Xie和Ariaratnam［8］具有相似的特征，其中模态积分法用于研究单模态和多模态下相应叶片的对应方法。潘宏刚［9］等基于共振法原理，对汽轮机模拟叶轮进行调频激振，以布置于叶轮上的细沙表示模拟叶轮振型的模态测试实验分析方法，将实验振型与解析计算和有限元计算结果进行对比分析，验证实验可靠性。章永强［10］提出利用有限元方法建立“真实磁盘系统”分析模型，每个叶片-轮盘部分被视为一个二维有限元子结构模型，采用模态综合法
