赵文胜　王鹏飞　李燕辉　刘梅清　蒋劲

(武汉大学 动力与机械学院， 湖北 武汉 430072)



汽轮机末级叶片振动特性研究*

赵文胜王鹏飞李燕辉刘梅清蒋劲

(武汉大学 动力与机械学院， 湖北 武汉 430072)

建立了汽轮机末级叶片的三维有限元模型，分析了叶片的静频和振型，然后计算了叶片在预应力条件下的动频，分析了工作转速对叶片振动特性的影响.最后在振动试验台上开展了叶片静频、动频和振动响应试验，实验结果与数值模拟吻合较好.研究结果表明：叶片的动频比静频大，且动频随转速的增加而增大；转速对低阶频率影响较大；在转速的9倍频激励时发生二阶共振，叶片易产生振动疲劳失效.

汽轮机；末级叶片；振动特性；振动试验

叶片是汽轮机的关键部件之一，其运行环境十分复杂，工作时不断受到脉动气流激振力作用，当激振频率与叶片固有频率一致时会产生共振，从而诱发叶片的疲劳断裂，然而引起汽轮机叶片振动的原因并没有得到很好的解释.汽轮机叶片的振动问题已引起各国学者的广泛关注，对其振动特性开展了大量研究工作.Pennacchi等[1]研究了汽轮机叶片的振动特性，分析了叶片在湍流激振下的动态特性，并通过实验研究了叶片在不同激励力下的振动响应；Rao等[2- 4]采用有限元法研究了汽轮机低压缸叶片的振动特性，计算了作用在叶片上的离心力和脉动气流激振力，指出汽轮机低压缸叶片易发生低阶共振，同时研究了蒸汽入流角对叶片振动特性的影响；……