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涡轮工作叶片的振动特性分析

本例以分析涡轮叶片的固有振动特性为主，忽略阻尼的作用，故为对无阻尼自由振动系统的分析研究。

涡轮工作叶片是燃气轮机中重要的零部件之一，在高温高压下，承受离心力和气动力,以及振动、腐蚀、氧化等作用，工作环境十分恶劣，因此叶片故障时有发生，约占燃气轮机事故的40％以上 ，造成的损失也往往占燃气轮机事故损失的一半左右。从这个意义上说，一台燃气轮机性能的好坏取决于叶片设计的合理与否。目前，通过加长叶片(增大流通面积)，和提高机组转速(增大叶片承受能力)来满足发电及各种动力装置容量的急速扩大，是可行且普遍的方法。这不仅导致叶片的工作应力增大，更为重要的是，还会导致叶片在其工作转速的范围内发生共振从而产生故障，高周疲劳的可靠性也因而降低。因此，对叶片的振动特性进行分析研究，以确保其在发动机工作转速范围内不发生共振并提高其高周疲劳的可靠性是非常重要的。叶片是叶轮机械的关键零部件,其工作环境恶劣,同时受高离心力、稳定气流力和交变气流激振力的作用,是故障多发件。研究叶片固有振动特性以排除叶片故障，提高可靠性，一直是燃气轮机设计、生产和使用中十分关注的问题。

整体叶轮叶片振动疲劳试验装置及试验方法

本发明公开了一种整体叶轮叶片振动疲劳试验装置及试验方法，该试验装置包括振动试验台及整体叶轮，整体叶轮经夹具轴向压紧并固定在振动试验台上；振动试验台连接有用于起振的振动装置；节杂振动而难以分开，按其各种振型固有振动频率从低到离依次排列称为一阶、二阶、三阶、……振型。整体叶轮连接有用于检测并记录试验参数的检测装置；整体叶轮上的相邻叶片之间设有用于使相邻叶片互相阻尼的橡胶阻尼块。本发明通过在整体叶轮上相邻叶片问设置橡胶阻尼块使得相邻叶片问互相阻尼，保证了对整体叶轮上单个叶片进行振动疲劳试验时其他叶片不能自由振动，既避免了对整体叶轮进行等分切割的麻烦，又避免了因支撑叶片的刚性变化导致叶片固有频率的改变，从而保证了振动疲劳试验结果的可靠性。

高速旋转叶片振动实时监测技术是电力工业、能源工业、航空、航运业亟待解决的难题,传统的接触式测量方法很难做到同时监测同级所有叶片的振动情况,因此人们一直在研究非接触式旋转叶片振动的测量新技术—叶端定时测量技术。它是一种利用旋转着的叶片在有振动与无振动时到达叶端传感器的时刻所存在的偏差来计算叶片振动振幅和频率的测量技术。随着激光技术和电子技术的发展,叶端定时测量技术在硬件技术上已完全成熟。但是在数据处理方法上还不够完善。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。成为阻碍叶端定时技术发展的重大障碍。