顾明恒 邹婷婷 项洁琼

摘要：振动损坏是透平转子叶片最主要失效模式之一，其失效关系到整台机组的工作可靠性。为保证全寿命周期内工作安全可靠，在设计阶段需要对透平转子叶片进行详细振动分析，采用有限元法对叶片进行频率分析时，由于叶片网格划分密度的差别，可能对振动特性计算结果造成较大影响。本文根据某型燃机气动设计情况，进行了透平转子叶片结构设计，完成结构设计后，进一步基于ANSYS进行了振动特性分析，通过研究网格密度对叶片振动频率的影响，探究了对该榫接式叶片频率计算结果无影响的合理网格密度，指导后续同类机组透平叶片设计。

关键词：透平叶片;结构设计;固有频率分析;网格密度

中图分类号：TK263.3                                    文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）11-0008-02

0  引言

作为微型燃气轮机核心部件之一的透平，其工作在高温、高压、高转速状态下，工作环境十分恶劣，承受载荷复杂多变，因此其设计难度很大。透平转子叶片是燃气轮机运行与做功的关键部件，因为燃烧室出口的高温高压燃气在叶片之间高速流动，叶片需要承受离心负荷、气动负荷以及振动的交变负荷等，使得叶片容易发生高周疲劳损伤，影响燃气轮机运营的可靠性。

随着气动设计技术的不断深入，叶型越来越复杂，弯掠扭转叶型使用越来越多，常规传统理论计算叶片的频率无法实现，为保障实际外场运营的安全性，需要使用有限元软件进行动叶的固有频率与振型的分析，以便在设计之初即可得到满足设计准则要求的叶片结构。……