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轉(zhuǎn)子葉片的振動(dòng)特性將直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能及發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性和壽命。目前已有一些較成熟的減振技術(shù),如干摩擦阻尼和蜂窩密封減振,前者通過(guò)特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到減振的目的,后者則能加劇氣流擾動(dòng),提高氣流的能量耗散,減小氣流激振。為正確評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)的的可靠性和壽命,需要進(jìn)行動(dòng)頻、動(dòng)應(yīng)力測(cè)量試驗(yàn)分析轉(zhuǎn)子葉片的動(dòng)頻、動(dòng)應(yīng)力。轉(zhuǎn)子葉片工作環(huán)境惡劣:高轉(zhuǎn)速(12000 轉(zhuǎn)/分)、大交變應(yīng)力(頻率:8000Hz,應(yīng)力水平:400MPa),給數(shù)據(jù)采集和分析提出了很高的要求,LMS-SCADSⅢ316 硬件和測(cè)量軟件Signature Testing 解決了問題。為準(zhǔn)確測(cè)量葉片在高頻振動(dòng)下的應(yīng)力,為設(shè)計(jì)提供可靠性數(shù)據(jù)有著重要意義。
葉片靜頻及應(yīng)力分布測(cè)量
對(duì)轉(zhuǎn)子葉片先進(jìn)行了振動(dòng)試驗(yàn),分別測(cè)定了葉片前十階模態(tài)的頻率及振型,結(jié)果發(fā)現(xiàn),當(dāng)激起同樣的葉尖振幅時(shí),有幾種振型所需的激振力小,對(duì)這些振型重點(diǎn)測(cè)量。汽輪機(jī)葉片報(bào)動(dòng)強(qiáng)度安全準(zhǔn)則判別汽輪機(jī)葉片工作中抗振安全性的設(shè)計(jì)和考核依據(jù)。 由于受到引電器通道數(shù)的限制,需要盡量減少實(shí)測(cè)時(shí)葉片上的應(yīng)變片數(shù)目,因此,在振動(dòng)臺(tái)上進(jìn)行的應(yīng)力分布試驗(yàn)確定臺(tái)架實(shí)測(cè)時(shí)應(yīng)變片的具體粘貼位置及方向,只在大主應(yīng)力點(diǎn)上粘貼應(yīng)變片。
對(duì)運(yùn)行的葉片進(jìn)行振動(dòng)特性校核,其固有頗率及振型可通過(guò)實(shí)測(cè)確定。由于風(fēng)電機(jī)組的機(jī)艙工作受到風(fēng)速流動(dòng)的推力和壓力,以及溫度變化等方面的影響,應(yīng)采取工作頻率范圍較寬、堅(jiān)固耐用以及受到外界干擾較小的傳感器。葉片靜頻測(cè)量常用方法有自振法和共振法。葉片動(dòng)態(tài)振動(dòng)測(cè)量,在電廠中對(duì)運(yùn)行機(jī)組用無(wú)線電遙測(cè)技術(shù)測(cè)量葉片動(dòng)頻率和動(dòng)應(yīng)力。汽輪機(jī)葉片報(bào)動(dòng)強(qiáng)度安全準(zhǔn)則判別汽輪機(jī)葉片工作中抗振安全性的設(shè)計(jì)和考核依據(jù)。葉片振動(dòng)強(qiáng)度安全準(zhǔn)則的基本思想,就是保證葉片振動(dòng)的動(dòng)應(yīng)力幅值小于葉片材料耐振強(qiáng)度(復(fù)合疲勞強(qiáng)度),并有一定的安全裕量。但一般情況下動(dòng)應(yīng)力幅值與葉片蒸汽彎應(yīng)力有密切關(guān)系。因此通過(guò)大量的統(tǒng)計(jì)分析,用經(jīng)修正后的材料耐振強(qiáng)度和蒸汽彎應(yīng)力之比作為葉片振動(dòng)強(qiáng)。
利用有限元方法分析了某徑流式渦輪增壓器葉片的振動(dòng)特性,得出了葉片的各階自振頻率及相應(yīng)振型,計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為吻合。夾緊系統(tǒng)終結(jié)葉片振動(dòng)削減了制造成本,大約每個(gè)整體葉盤5500美元。分別對(duì)壓氣機(jī)和渦輪葉片進(jìn)行了共振特性分析,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了壓氣機(jī)和渦輪葉片的共振相干分析,得出了在該增壓器設(shè)定工作轉(zhuǎn)速下,葉片發(fā)生共振的概率,并評(píng)估了葉片的工作可靠性。
我國(guó)沿岸很多地方風(fēng)能資源豐富, 風(fēng)能發(fā)展?jié)摿薮?,具備很好的開發(fā)前景,通過(guò)在這些地點(diǎn)建立風(fēng)電機(jī)組可以充分利用這些能源,創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。在修理中,葉片不能從材料中一件一件銑削出來(lái),因?yàn)樗腥~片都已經(jīng)在那里。風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)是整個(gè)發(fā)電機(jī)組的核心,直接影響著整個(gè)發(fā)電系統(tǒng)的性能。由于風(fēng)電機(jī)組葉片受到陣風(fēng)推力產(chǎn)生的軸向方向上的載荷巨大,風(fēng)速的微小變化就會(huì)引起軸向力較大的變化。