葉片振動形式：

軸流式壓氣機和渦輪轉子的工作葉片可被視為是一個彈性體的懸臂梁，北京葉片，它具有多種的振動形式，并且每種振動形式對應著一個自然振動頻率。試驗表明，只有其中的低階共振才危險，葉片健康測量系統(tǒng)，因為在相同的激振力作用下，低頻共振時葉片的振幅較大，節(jié)線處受到的交變應力也很大，葉片容易因疲勞而斷裂。尤其是當激振力較大，發(fā)生大振幅的振動時，葉片的變形會超過材料的彈性極限，因而由塑性變形（或彈塑性區(qū)域）所引起的葉片內部殘余應力的不斷作用會使得葉片迅速折斷。

葉片振動參數的測量方法取決于振動的類型。

對異步共振由于葉片的振動頻率不是旋轉速度的整數倍，因此對同一個葉片在每一轉中的振幅均不一樣，只需要1至2個傳感器即可測出葉片的振幅序列，再通過FFT變換求出頻率。另外由于非接觸式葉片振動測量中振動信號的采集是采用的跳躍采樣方式，葉尖振幅測量系統(tǒng)，得到的是一組非等距的離散信號，常規(guī)的信號處理方法無法使用，為此還可用修改后的Prony譜估計方法得到信號的幅頻和相位信息。

在總結前人對葉片固有特性和振動響應分析方法的基礎上，采用解析法和有限元方法相結合，準確預估和分析葉片固有特性，采用CFD應用軟件FLUENT對葉片進行三維流場的模擬，在此基礎上對葉片進行振動響應分析。本文的主要研究內容大致可以歸為以下幾個方面：(1)研究葉片振動的解析計算方法，在葉片扭向角不大的情況下，通過建立一些假設將葉片視為變截面梁，利用經典的梁彎曲和梁扭轉理論計算葉片的振型和自振頻率。(2)采用ANSYS有限元軟件，對葉片進行固有模態(tài)分析和帶有預應力情況下的模態(tài)分析，并對兩種情況下的結果進行了對比，其中考慮了轉速不同時的離心力對葉片固有特性的影響，并繪制Campbell圖。(3)采用FLUENT對葉片作流場分析，分析了葉片流場速度、壓力等沿葉片徑向分布情況，并研究了不同轉速對葉片流場速度、壓力的影響。(4)基于葉片流場分析的結果，葉片故障測量系統(tǒng)，應用ANSYS軟件，對考慮S1、S2氣動加載和集中載荷加載三種情況下的葉片振動響應進行了計算和分析。本文對葉片固有特性和振動響應分析方法研究實現(xiàn)了葉片振動解析法和考慮S1、S2氣動加載、集中載荷加載振動響應的計算，對葉片的初期設計有重要的意義。

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