汽轮机叶片振动研究及其进展

该文阐述了解决汽轮机叶片振动断裂所经历的阶段：１．精确计算叶片频谱、避开一切共振；２．由动应力计算判断可能碰上的共振危险性；３．由激振力作功相互抵消原理，合理选择结构参数，将各级叶片设计成不调频叶片，即允许一切共振。从而达到完美境界，使汽轮机运行的安全可靠性有一个飞跃。     

汽轮机带冠单叶片结构的动强度分析

通过级组动应力的扩大计算及叶冠运行间隙的确定，表明带冠单叶片结构的共振态基本上处于较低的切向B0振型动应力水平，对比其它结构，更适宜于作为不调频叶片。提出了结构措施以扩大其在中长或较长叶片上的应用。     

长叶片动应力计算及方法研究

造成叶片故障的绝大多数原因是交变动应力导致叶片振动疲劳损伤,要分析这种振动的大小,就必须分析叶片在汽流激振力作用下的动态响应,进而获得其动应力。首先给出了计算动态响应的简便稳态响应振型迭加法以及由动态响应获得动态应力的方法,并以某长叶片为例进行了计算分析,获得了该叶片的动态响应及动应力。     

用谐波叶片组技术提高不调频叶片的动强度

增加汽轮机叶片组内的叶片数,即采用称之谓谐波叶片组技术,可以大幅度阵低不调频叶片的共振应力,消除由于同相位、同振幅振动引起的叶片共振疲劳损坏。这种技术已用于电站汽轮机不调频叶片断裂损坏的处理,并获得成功,亦可用于汽轮机不调频叶片的设计,使叶片动强度进一步提高。     

降低汽轮机动叶片动应力的有效途径

汽轮机静叶采用非径向的倾斜安装,可以避免或极大地降低由于汽流激振力引起的动叶振动,减小动片的动应力.初步研究表明,静叶倾斜角以20～25°为佳.这一有效的结构改进措施值得重视.     

叶片整圈振动特性分析及调频优化

为了避免叶片在运行过程中发生共振现象,针对某汽轮机低压次末级动叶片,采用全三维有限元分析方法对整圈叶片-叶轮模型进行振动特性分析。结果表明：初始围带厚度下1阶8节径振型在工作转速范围内出现“三重点”共振,不满足频率避开率要求,容易发生共振,需要进行调频改进;通过改变叶片围带厚度和围带接触面长度进行调频优化,并通过试验验证了调频后“三重点”转速与工作转速避开率满足要求,调频方案有效。     

不调频叶片设计改型研究

将计算固体力学分析、三维计算流体动力学分析以及流固耦合技术与传统的常规计算方法和汽轮机行业安全性准则相结合,综合判断动叶片在其共振点上运行的安全性。针对某一低压叶片级组,通过对其进行改进设计,在基本保持原有气动性能的前提下提高了叶片的安全性能指标,扩大了该低压级组转速运行范围。     

５８０mm叶片动调频试验研究

５８０叶片是我厂为２００ＭＷ空冷汽轮组改造新设计的末级长叶片,文章介绍了测试该叶片振动特性的试验方法,给出了该叶片静频、动频试验数据及分析结果。     

计算汽轮机叶片动应力的谐响应分析法

将谐响应分析法应用于汽轮机叶片的动应力分析。首先用有限元方法对汽轮机叶片进行模型简化并计算出叶片的动频，然后应用模态叠加谐响应分析计算出叶片位移的动态响应，进而对位移动态响应进行扩展分析求得叶片的动应力。     

762mm末级叶片的振动及响应分析

文章对762mm末级叶片进行了振动及响应分析，分析了该末级叶片的结构特点、振动特点、应力水平及其响应，对该末级叶片的安全有了深入了解。其设计特性为东方汽轮机厂开发新型末级长叶片提供了借鉴。     

舰船用汽轮机末级叶片设计与研究

对大功率舰用汽轮机末级叶片的热力参数、几何尺寸、叶片各截面型线几何特性数据计算、叶片的成型、叶根型线的选择、叶片强度计算、叶片安装计算及叶片振动计算等问题进行了研究。     

船用汽轮机带冠叶片动力特性研究

利用大型有限元通用程序MSC／NASTRAN对蒸汽轮机带冠叶片进行了动力特性研究,讨论了 边界条件处理、冠间“紧度”和受力情况,并对一实例进行分析。     

有限元单元类型对汽轮机长叶片应力计算的影响

在应用FEA软件对汽轮机长叶片进行结构分析时,在网格质量有所保证的情况下,单元类型的选择也会对计算结果的精确性产生明显的影响.以ABAQUS为计算工具,分别采用一阶线性的完全积分单元、非协调单元与减缩积分单元对简化的汽轮机长叶片模型进行了分析,结果表明,三种网格单元类型下的计算结果有较大差异,目前使用的减缩积分单元能够较好地分析长叶片的受力状态.但是,在网格质量有差异以及受力更加复杂的情况下,如何选取单元类型还有待进一步分析.     

单叶片强度分析及整圈叶片动频计算

根据国内外同行多年设计经验,综合考虑安全性、经济性与工艺性,设计了1200mm长叶片的结构。在此基础上,应用有限元方法,建立了单叶片的有限元模型,在3300 r/min超速运行条件下,分析了叶片的静应力。计算结果表明,在超速情况下叶片强度是安全的;应用有限元商用软件ANSYS,采用接触边界法,建立了整圈叶片模型,计算了整圈叶片的动频率,得到叶轮的三重点共振转速M3为2802 r/min,由于叶片的工作转速为2820 r/min~3 090r/min,因此在该区间无三重点共振,叶片振动是安全的。     

汽轮机叶片动态测量技术的研究与发展

总结了汽轮机叶片动态测量技术的研究状况，分析比较了用于汽轮机叶片动态测量的各种测量方法。非接触测量方法可以实现对整级中的所有叶片进行在线监测，具有接触测量方法我可比拟的优点。采用激光对叶片振动进行动态测量具有良好的发展前景。     

CC25汽轮机的异常叶片断裂事故分析

由于在维护时操作不当，使叶片安装时的叶根紧固力不足，造成叶片工作时的自振频率落入共振区，以致发生叶片断裂事故。通过对这次叶片断裂事故处理过程的分析，介绍了叶片断裂事故的分析方法，并且对于了解这种不常遇到的事故的产生原因和处理方法具有借鉴作用。     

汽轮机叶轮强度计算方法

叶轮强度分析计算是汽轮机结构设计应用的一个关键环节,对汽轮机转子的安全运行和全寿命管理具有非常重要的意义.采取弹性力学按位移解的方法,根据微元体力的平衡方程、几何方程和物理方程,可计算出叶轮强度.该方法与其它计算方法相比,简便可行,在工程实际中具有一定的实用价值.     

汽轮机叶片结构阻尼研究发展现状及展望

叶片的安全一直是保证汽轮机正常运行的关键.随着汽轮机组单机功率的增大,尤其是近来超超临界机组的发展,末几级叶片越来越长,相应地降低了叶片的刚性,不但使叶片运行时扭转恢复角增大,也降低了叶片抵抗振动应力的能力,采用各种阻尼结构以提高叶片抵抗振动疲劳的能力是各个汽轮机制造厂家广泛采用的方法.在广泛收集有关研究资料的基础上,首先总结了汽轮机叶片中广泛采用的摩擦阻尼理论及试验研究成果,然后介绍了碰撞阻尼结构尤其是一种新的具有自调谐作用碰撞阻尼的一些机理及应用情况.最后对进一步研究汽轮机叶片干摩擦阻尼和碰撞阻尼提供了一些看法.