整圈自锁叶片共振频率分析及调频优化

发布时间：2021-08-22 00:28

　　整圈自锁叶片具有加工装配简单、阻尼大、动应力水平低等特点,在大功率等级汽轮机低压长叶片设计中得到广泛应用。文章针对某汽轮机低压次末级动叶片,采用有限元分析方法得到其在不同转速、不同围带厚度情况下的动频率特性,并绘制出整圈振动的坎贝尔图,得到不同围带厚度对其共振频率的影响规律。最后通过对不同围带厚度下的整圈实物叶片进行动频率测试试验,验证有限元分析结果的准确性,并完成该叶片的调频优化工作。 

【文章来源】：东方汽轮机. 2020,(04)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

单只叶片三维模型

采用的网格类型为带中间节点四面体网格。由于采用循环对称的方法，网格模型为一个扇区，总网格数为59 177，其中叶片网格数为34 090，叶轮网格数为25 087，如图2所示。为得到叶片与叶轮耦合振动频率特性与转速之间的关系，分别计算3种不同转速（2 800 r/min、3 000 r/min及3 200 r/min）工况下的成圈频率值，确定该叶片的“三重点”共振危险点；并为了研究围带厚度对其危险点共振频率的影响规律，确定调频优化方案，分别对3种不同围带厚度的叶片进行了计算，得到不同围带厚度下的危险点共振频率，并绘制出对应的坎贝尔图。

针对3种不同围带厚度叶片模型，分别计算3种不同转速（2 800 r/min、3 000 r/min及3 200 r/min）工况下的成圈频率值，并绘制出对应的坎贝尔图，如图3所示。从图3可以看出：围带厚度减薄，其一阶9节径和10节径的成圈频率值升高；原始围带厚度下一阶9节径的“三重点”共振转速约为3 073 r/min，一阶10节径的“三重点”共振转速约为2 800r/min；在围带整体加厚1 mm情况下，一阶9节径的“三重点”共振转速约为3 020 r/min，一阶10节径的“三重点”共振转速约为2 750 r/min；在围带斜面厚度减薄2.5 mm情况下，一阶9节径的“三重点”共振转速约为3 154 r/min，一阶10节径的“三重点”共振转速约为2 875 r/min。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于循环对称边界的整圈自锁阻尼叶片频率分析[J]. 李文福,单鹏,刘岩,程凯.  热力透平. 2011(01)
[2]汽轮机阻尼围带长叶片振动特性研究[J]. 谢永慧,张荻.  中国电机工程学报. 2005(18)



本文编号：3356629