葛存飞，刘庆龙，徐志强，陈 榴

（1.杭州中能汽轮动力有限公司汽轮机研究所，杭州 310018；2.无锡市厚德自动化仪表有限公司，江苏江阴 214413；3.上海理工大学能源与动力工程学院，上海 200093）

叶轮机械是能源转化为电力最重要的动力机械，叶片作为实现动能转化为机械能的重要做功部件，其安全性关系到整个叶轮机械的顺利运行。叶片长期运行在极为复杂的工作条件下，并承受气流冲击以及旋转机械振动等一系列力，因此叶片的振动安全性分析一直是叶片设计研发的难题之一。在蒸汽轮机中，特别是低压级组中的长扭叶片设计最为复杂。从国内数据看，末级叶片损坏占叶片故障统计总数的52.94%，其中60%～80%的叶片损坏的原因是振动疲劳损伤或者断裂，因此研究长扭叶片振动安全性能尤为重要。

叶片激振力是指使叶片产生振动的脉冲气流力等的作用力。研究激振力就是研究其发生机制，通过分析其大小和频率，进而得到叶片振动疲劳特性。叶轮机械内部流动本质上是三维非定常复杂流动，非定常作用将直接在叶片上产生非定常负荷，引起叶片振动。早期的非定常研究主要依靠试验和理论，很多学者把试验结果与理论进行了对比，发现了试验得到的结果与当时的一元理论相去甚远［1］。随着气动理论的完善和计算流体力学（CFD）的发展，很多学者通过理论分析和数值模拟的方法对叶片非定常的受力进行分析研究［2-6］，并且得出了很多具有工程意义的结论。……