叶片振动测量系统***出众 善测科技

在旋转状态下叶片承受很大的离心力，增加了刚度，因此，一般情况下叶片的动频率高于其”频率，式中几为工作条件下的动频率;人为室温条件下的静频率;E:、凡。分别为工作温度和室温时叶片材料弹性模量;B称为动频系数.f.和B可由计算或试验求得。LMSSCADSⅢ316每通道有独立的16bitA/D,有DSP功能，采样频率为200Ks/s，通过SCSI接口直接传送到硬盘。叶片团有绷率计算上面讨论了叶片的激振力频率和叶片振动的危险振型。为了防止在运行中产生这些危险振动，必须算出与其相应的叶片固有频率，以便在叶片设计中充分考虑将它们与激振力频率调开。叶片固有频率有各种计算方法，各有其适用的范围。叶片作为弹性梁振动方程的解，计算公式简单，适用于直叶片;能t法计算扭叶片的基调频率方便可行;中等叶高成组扭叶片可采用改进的变形谐调法。随着电子计算机的广泛应用和计算技术的发展，长叶片普遍采用弯扭联合振动法和有限元法计算叶片频率及振型，使计算值更接近于实际值。

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。叶片失效原因主要有机械损伤、高温损伤、高温暴露、蠕变失效、疲劳失效和腐蚀。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。其中疲劳失效是重要的一个原因,它往往导致叶片断裂。研究叶片的减振方法有较大的工程意义。目前已有一些较成熟的减振技术,如干摩擦阻尼和蜂窝密封减振,前者通过特殊的结构设计达到减振的目的，后者则能加剧气流扰动,提高气流的能量耗散,减小气流激振。这些方法虽有明显的减振作用,但效果有限,且其结构固定,无法实现参数的调整。另外,有学者研究应用反旋流措施来提高转子稳定性，通过向密封间隙喷入逆向气流来减小密封间隙内的旋流。反旋流只有在合适的流速和流量下才能起到抑振的作用,否则就会导致振动失稳,且反旋流结构复杂,设计时计算困难,因此其工程应用并不多。本文研究的吸气方法从新的角度来改善叶顶间隙的气流特性,较反旋流技术有较大的优势。

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。叶片静频及应力分布测量对转子叶片***行了振动试验，分别测定了叶片***阶模态的频率及振型，结果发现，当激起同样的叶尖振幅时，有几种振型所需的激振力小，对这些振型重点测量。(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。

高速旋转叶片振动测量是现代工业亟待解决的难题，因此准确地测量叶片实际振动的频率和振幅成为一个重要研究领域。因此，如果它们的刃出现了磨损，制造商使用激光金属沉积重新熔覆材料，之后铣削成想要的外形。本文介绍了目前测量叶片振动行之有效的方法——叶端定时测量法，对叶片振动测量的叶端定时传感器进行了设计研究和试验，并建立了叶片振动测量系统，成功的实现了对叶片振动参数的测量。

发动机涡轮叶片既指装有动叶的轮盘，是冲动式汽轮机转子的组成部分，测试叶片的谐振频率及频响特性是叶片测试的关键。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。叶片的重量很轻，厚度很薄，面积也不是太大，不能使用传统的接触式测量方式，需使用***的非接触式激光测振方式，测试叶轮的谐振频率及频响。