某汽轮机叶片颤振分析

浏览：5210 发布时间：2015-05-19

项目介绍：

       随着汽轮机的大型化和多样化，汽轮机末级叶片愈来愈长大化，并经常工作在低流量、高背压、小容积大负攻角工况，叶片的振动安全性会出现新的问题，叶片会在非共振强迫振动下产生振动疲劳损坏。研究表明，这是一种颤振自激振动，是系统总阻尼为负时的一种不稳定发散型自激振动。预估汽轮机末级叶片的失速颤振边界，并给出安全运行范围，对机组安全运行是十分必要的。

挑战难点：

   叶片在空气动力的作用下会产生弹性变形，而结构的变形会产生附加的气动力，附加气动力反过来又会使弹性体产生附加的变形，进而产生新的气动力。叶片在振动过程中，从气流中吸收的能量小于阻尼功时，振动会很快衰减，不会发生颤振；从气流中吸收的能量大于阻尼功时，振幅就会不断增加，产生颤振流固耦合是这类问题的特点，同时也给研究带来相当大的难度。

解决办法：

     对叶片流固耦合行为进行协同分析，为减少计算量，对叶片结构进行了简化。

分析结果：

   分析了叶片振动收敛、颤振、共振三种工况，叶片位移、静压响应与某阶固有频率一致。表明针对正常、颤振、共振等工况，可以通过耦合流固代码来预测汽轮机叶片的响应，从而为叶片的设计、叶片工作性能分析提供指导。