叶片寿命研究的国内外现状

简要评述了国内外在汽轮机、燃气轮机及压气机叶片寿命研究方面的状况。

汽轮机叶片静态和动态应力的三维有限元分析

提出了一种三维实体混合单元模型来分析汽轮机叶片静态和动态应力。考虑到转动叶片的刚性变化，静应力的计算采用了非线性方法，在分析叶片的动频后，应用模态迭加法计算了叶片的响应，得到了叶片的动态应力。从文中的实际叶片算例可以看出，所提供的分析模型可以精确直观地反映叶片的静态和动态应力状况。

用改进的摩擦模型计算带阻尼结构叶片的响应

提出了一种改进的Ｏｄｅｎ摩擦模型，用于模化非线性干摩擦阻尼，并给出了叶片系统的运动微分方程．用该模型计算了一个５片成组叶片系统的振动响应，研究了阻尼联接件在叶片的不同高度位置上以及不同的激振力和正压力数值对阻尼叶片振动特性的影响，得出了一些有参考价值的结论．

现代汽轮机叶片阻尼结构形式设计方法的研究

为了提高叶片的安全性，现代汽轮机叶片尤其是长叶片在设计中较多地采用了阻尼结构，增加叶片的阻尼以降低叶片响应，从而降低叶片的动应力．通过对叶片阻尼结构的分析研究，提出了汽轮机叶片获得最佳阻尼的阻尼结构设计方法，即首先通过一系列动力计算获得对应叶顶响应最小的最佳摩擦面正压力，再由静力分析获得其最佳阻尼，使得在现有结构下其动应力最小．分析了一个工程中实际使用的阻尼叶片，获得了它的最佳摩擦面正压力及最佳阻尼设计间隙．

汽轮机叶片三维有限元应力分析系统

介绍了汽轮机叶片三维有限元应力分析系统，它具备完善的前、后处理和计算分析功能．采用三维八节点非协调单元进行计算，这种单元对于汽流力等弯曲载荷具有比三维八节点协调单元更高的精确度．分析系统具有易用、精确、直观的特点．对一个真实叶片进行了计算。

阻尼连接叶片的动力特性研究

研究了干摩擦阻尼器对阻尼叶片动力特性的影响。带有阻尼结构的叶片系统是一个非线性动力系统。文中推导了干摩擦阻尼力的实用矩阵表达式，给出了相应求解此非线性动力问题的有限元方法。根据文中所给的方法分析了２例正在服役的叶片，从分析结果总结出了影响阻尼叶片动力特性的阻尼器的主要参数，并得出：由于采用了阻尼结构，激振力的频率和幅值都可以影响阻尼叶片的振动特性。

相关参数对汽轮机低压叶片疲劳寿命的影响

根据汽轮机低压叶片所受载荷的特点,建立了一种基于三维有限元法和改进局部应力应变法的叶片疲劳寿命预测模型。该模型定量考虑了频率的分散性、激振力因子、阻尼、疲劳缺口系数、表面粗造度、腐蚀、表面硬化状态、以及微动磨损等参数对叶片疲劳寿命的影响。给出了计算模型中这些相关参数的选取范围和选取原则。并用实例说明了该模型的可用性,计算也表明叶片疲劳寿命对这些参数的变化很敏感。该研究为叶片的事故分析和设计提供了一个有效手段和工具。

汽轮机叶片疲劳寿命预测方法的研究

为了提高汽轮机叶片的可靠性 ,预防电厂中汽轮机叶片疲劳断裂的发生 ,首先提出了叶片应力和动态特性的数值分析方法 ,然后基于动态应力分析结果 ,考虑了影响汽轮机叶片失效的各种因素 ,引入Neuber准则和雨流计数法 ,建立了汽轮机叶片的疲劳寿命预测模型 ,并分析了一个 5片成组的 85 1mm叶片疲劳寿命状况 .结果表明 :提出的汽轮机叶片动态应力三维有限元分析模型具有良好的工程精度 ,叶片疲劳寿命预测可以定量地分析影响叶片安全运行的各种因素和叶片的疲劳寿命 ,为现实中叶片的设计制造及汽轮机运行提供了参考 .

汽轮机叶片干摩擦阻尼机理及其数学描述

探讨了涡轮机叶片干摩擦阻尼的几个主要环节，研究了各个干摩擦阻尼环节的机理，并给出了阻尼力的表达式。通过分析得出，在涡轮机叶片中对叶片减振最有效的干摩擦阻尼方式是叶片围带、凸肩或叶片平台的干摩擦阻尼。

汽轮机叶片动应力计算及其优化

分析了汽轮机叶片激振力载荷谱，研究了叶片振动模态对激振力的响应特性－模态力，给出了汽轮机叶片动应力的计算方法。建立了叶片振动频率和激振力优化数学模型，探讨了动应力优化的途径。给出了６８０ｍｍ叶片的算例。

带阻尼结构长叶片振动响应的研究

研究了大型汽轮机长叶片的阻尼结构（凸肩或围带）对叶片振动的减振原理及效果．首先引入干摩擦非线性连接元，并进而推导出摩擦力附加刚度及附加阻尼矩阵，建立了有限元动力方程．其次用摩擦阻尼情况下的振型叠加法编制了有限元程序，研究叶片阻尼凸肩（围带）间的正压力与叶片响应的定量关系，找出了规律，在此基础上用８５１叶片作为算例。

模拟退火算法在透平叶栅多目标优化设计中的应用

将模拟退火算法与透平叶栅跨音速粘流气动计算相结合，并将其应用于透平叶栅的多目标优化设计．在多目标优化设计中，采用最小偏差法，并以叶栅的损失系数和做功能力为目标函数进行了优化设计．优化结果表明，此方法能够克服传统优化算法极易陷入局部极值的缺点，因而得到了比传统算法更优的设计方案．

大功率汽轮机成组长叶片三维振动特性分析

引入三维实体单元模型和子结构分析方法，提出了大功率汽轮机叶片组静频和动频的计算方法．文中对一工程中实际使用的长叶片组进行了分析，实例分析表明，文中所提供的分析模型可以充分利用现有的计算工具精确分析叶片组的振动特性。

复杂连接形式的汽轮机长叶片振动特性研究

利用空间扭曲梁的有限元模型，对带有复杂连接件形式的汽轮机扭曲长叶片的振动特性进行了计算分析。介绍了一种降阶技术用于解决采用阻尼拉金成圈结构时计算量太大的困难。在此分析基础上，对８５１ｍｍ叶片进行了计算，获得了比较满意的结果。

汽轮机叶片—叶轮系统耦合振动特性的理论计算和实验研究

对汽轮机叶片—叶轮系统（轮系）耦合振动特性进行了理论和实验研究。首先介绍了一种简便实用的计算轮系振动特性的数值积分方法。此方法考虑了叶片的剪切变形、转动惯量、叶轮轮孔处支承柔度、叶片和叶轮连接处的叶根柔度及离心力等影响轮系振动的各种主要因素，给出了焊拉筋和松拉筋的处理方法，可供计算各种结构轮系振动的静、动频谱和相应的振型。其次，本文利用锤击法对叶片—叶轮系统模型进行了模态分析和参数识别，得到系统各阶固有频率和振型，理论计算结果与实验值的比较较为吻合。

汽轮机叶片应力的三维非线性及叶根轮缘接触有限元分析

针对叶片的具体结构形式提出了一种三维实体混合单元模型来分析叶片的整体应力，考虑到转动叶片的刚性变化，采用了非线性计算方法。为了获得细致的叶根轮缘应力分布，使用求解非线性问题的增量法分析了叶根轮缘接触应力场。从实际叶片算例可以看出，所提供的分析模型和计算方法可以精确直观地反映叶片的整体和局部应力情况，为工程中实际叶片的应力分析提供了强有力的工具。

汽轮机叶片激振因子影响因素的分析研究

针对汽轮机叶片中由于激振因子过大而导致叶片损坏这一现象，结合算例具体分析讨论了影响激振因子大小的各个因素。

由动态油膜力诊断轴系稳定性的方法

研究并给出了由动态油膜力进行轴承负荷分配和轴系稳定性诊断的方法和技术。作为应用 ,对一台2 0 0 MW汽轮发电机组进行了轴承负荷分配、动态负荷和轴系稳定性的测试和诊断 ,得到了丰富和重要的结论。这种正向推理和反向推理相融合的稳定性诊断方法在

阻尼连接叶片的实验研究

介绍了阻尼叶片的实验装置、测试系统及测试方法，分析了测试结果和实验中所观察到的现象，得出叶片通过摩擦来减振是有效的。由于干摩擦的介入，叶片的频率、响应和模态阻尼比将会受到影响。叶片的响应波形上叠加有摩擦引起的高次谐波，但是基本波形仍为正弦波。阻尼连接叶片的摩擦面间的正压力、接触状态会影响叶片的动力特性，由于阻尼叶片的非线性特性。

具有干摩擦阻尼结构叶片的动力特性的理论建模和实验研究

本文用理论和实验相结合的方法研究了具有干摩擦阻尼结构叶片（以下简称阻尼叶片）的动力特性，给出了一种采用扭曲梁单元来离散叶片的有限元分析模型，并采用谐波平衡法简化了阻尼端干摩擦力的数学表达，建立了阻尼叶片的有限元动力方程。用所建立的模型计算了实验平板叶片的动力特性，计算结果与阻尼叶片的实验数据进行了比较，验证了理论模型的正确性，得出阻尼接触端正压力存在一个最优值，在此值下阻尼器的减振效果最好，并得出激振力的大小会影响最优正压力的值。