轴流压缩机叶片动力特性数值仿真及试验研究

发布时间：2017-06-29 09:08

  本文关键词：轴流压缩机叶片动力特性数值仿真及试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：轴流压缩机在石油化工、冶金等工业部门占有越来越重要的地位,对轴流压缩机的设计制造技术也提出了更新更高的要求。叶片作为轴流压缩机的核心部件其安全可靠性就显得尤为重要。叶片的固有频率校核是设计过程中不可或缺的一个步骤,这就要求固有频率的识别方法要有极高的准确性。 本文基于硝酸四合一机组中轴流压缩机的第1、2级叶片组开展论述,通过两种方法对叶片固有频率进行识别,分别是有限元仿真技术和动力特性试验测试技术。通过两种方法的结果对比验证了固有频率识别的准确性。 在有限元仿真技术中首先介绍了通过SolidWorks软件对轴流叶片的进行三维实体造型过程,特别对三维扭曲结构的叶身模型建立进行了详细介绍,其次说明了通过三维实体模型转换为有限元模型的过程。在建立了精确的三维有限元模型的基础上,采用ANSYS软件模态分析模块,使用Block Lanczos方法对叶片进行动力特性分析,提取出了前10阶固有频率值及模态振型,从模态振型得出,1阶振型均为1次弯曲,2阶振型为1次耦合,3阶振型为1次扭转,4阶振型为2次弯曲,5阶振型为3次弯曲,6阶振型到10阶振型依次为2次耦合至6次耦合。 在动力特性试验测试技术部分,首先对动力特性试验台及测试所用的硬件设备及软件进行了简要介绍,其次详细阐述了叶片动力特性试验测试的过程,最后将各测点的频响函数结果文件导入到模态分析软件中,通过峰值拾取法及激励点处振型归一,得出了叶片前10阶固有频率的实测值及相应的振型,随后对仿真及试验得到的固有频率及振型进行对比,对比结果良好。
【关键词】：轴流压缩机 叶片 有限元仿真 动力特性试验 模态参数识别
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH453
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目录6-8
• 1 绪论8-13
• 1.1 轴流压缩机发展概要8-9
• 1.2 课题的意义及研究现状9-10
• 1.3 课题的研究对象及内容10-11
• 1.4 本文的主要工作11-13
• 2 相关理论介绍13-29
• 2.1 结构动力学基础13-17
• 2.1.1 多自由度系统的固有频率和主振型13-14
• 2.1.2 Block Lanczos法14-17
• 2.2 工程试验分析的相关理论17-24
• 2.2.1 频响函数17-20
• 2.2.2 快速傅里叶变换20-24
• 2.3 叶片频率测量方法介绍24
• 2.4 模态试验分析方法介绍24-28
• 2.4.1 试验模态分析的基本步骤24-25
• 2.4.2 建立测试系统25-26
• 2.4.3 测量被测系统的响应数据26-27
• 2.4.4 进行模态参数估计27
• 2.4.5 模态模型验证27-28
• 2.5 本章小结28-29
• 3 轴流叶片的有限元动力特性分析29-40
• 3.1 轴流叶片的几何模型及有限元模型建立29-33
• 3.1.1 几何模型建立29-33
• 3.1.2 有限元模型建立33
• 3.2 轴流叶片的动力特性分析结果33-35
• 3.2.1 材料属性输入及边界条件34-35
• 3.2.2 求解及后处理35
• 3.3 叶片的模态分析结果汇总35-39
• 3.3.1 1级叶片模态振型36-37
• 3.3.2 2级叶片模态振型37-39
• 3.4 本章小结39-40
• 4 轴流叶片的动力特性试验测试40-75
• 4.1 轴流叶片动力特性试验台概述40-42
• 4.1.1 动力特性实验室介绍40-41
• 4.1.2 轴流叶片测试用工装介绍41-42
• 4.2 轴流叶片试验设备及分析软件介绍42-43
• 4.3 轴流叶片动力特性试验流程43-54
• 4.3.1 测点规划46-47
• 4.3.2 装夹测频工装及叶片47-49
• 4.3.3 安装加速度传感器并连接测试系统49
• 4.3.4 DHDAS信号测试分析系统参数设置49-51
• 4.3.5 采集激励力数据和响应数据51-52
• 4.3.6 轴流叶片模态参数识别52-54
• 4.4 轴流叶片模态试验结果54-73
• 4.4.1 1级叶片模态试验结果55-64
• 4.4.2 2级叶片模态试验结果64-73
• 4.5 理论计算结果与实测结果对比73-74
• 4.6 本章小结74-75
• 结论75-77
• 参考文献77-79
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况79-80
• 致谢80-81

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：497293