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葉片振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)(BVMS)用于非接觸式高速旋轉(zhuǎn)葉片振動(dòng)、應(yīng)變、裂紋等在線狀態(tài)檢測(cè)。設(shè)計(jì)開發(fā)了適應(yīng)高速實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)要求的全光纖葉端定時(shí)傳感器,所研制的葉端定時(shí)傳感器具有抗電磁干擾能力強(qiáng)、頻寬優(yōu)于100MHz,測(cè)量距離達(dá)到0?;谌~尖定時(shí)原理,傳感器安裝于靜止機(jī)匣上,感受葉片掃過(guò)的信號(hào),經(jīng)信調(diào)模塊、采集模塊及軟件算法處理后可還原葉片的實(shí)時(shí)振動(dòng)位移、頻率、振幅等信息,為轉(zhuǎn)子葉片振動(dòng)特性驗(yàn)證、動(dòng)應(yīng)力安全監(jiān)控、葉片疲勞和故障診斷提供直接有效數(shù)據(jù)?;谌~尖定時(shí)方法無(wú)需進(jìn)行葉片改裝,且能同時(shí)測(cè)量所有葉片的狀態(tài)信息,具有較大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
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。葉片靜頻測(cè)量常用方法有自振法和共振法。BVMS可用于旋轉(zhuǎn)葉片同步、異步振動(dòng)監(jiān)測(cè),也可用于FOD、HCF、LCF、葉片裂紋、轉(zhuǎn)子喘振顫振等轉(zhuǎn)子監(jiān)測(cè)和故障分析。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)。
影響葉片振動(dòng)特性的主要因素影響葉片振動(dòng)特性的主要因素有材料特性、結(jié)構(gòu)參數(shù)和葉片連接條件。材料特性主要包括:彈性模量、密度、泊松比。目前,通過(guò)加長(zhǎng)葉片(增大流通面積),和提高機(jī)組轉(zhuǎn)速(增大葉片承受能力)來(lái)滿足發(fā)電及各種動(dòng)力裝置容量的急速擴(kuò)大,是可行且普遍的方法。結(jié)構(gòu)參數(shù)主要包括:葉片型線、葉根型線、葉片空間幾何尺寸、拉筋、圍帶形式。連接條件主要包括:葉根與葉輪連接條件、拉筋與葉片的連接方式、圍帶與葉片的連接方式。當(dāng)葉片材料選定后,結(jié)構(gòu)參數(shù)決定了葉片的剛度和質(zhì)量,它對(duì)葉片的振動(dòng)特性起主導(dǎo)作用;連接條件則改變了葉片的整體剛性、質(zhì)量。