旋转叶片-机匣碰摩分析方法与试验技术研究

目的较为深入地认识高速旋转转静子之间碰摩故障及碰摩机理。方法采用冲击动力学分析方法,建立考虑机匣柔性的转子-盘片-机匣碰摩有限元模型,对旋转叶片-机匣碰摩的动力学行为、局部细节特征以及转静子的振动响应进行研究,并将仿真分析结果与碰摩物理试验结果进行对比分析。结果发现其吻合性较好,证明了该仿真分析模型和仿真分析方法能够很好地描述旋转叶片-机匣之间碰摩动力学行为,以及该物理试验的有效性。在此基础上,对影响碰摩响应的不同参数进行深入研究,发现转静子之间间隙、相对运动速度和刚度比对于碰摩响应均有较大影响,得出了一些有效解释和预测碰摩故障现象的原理和规律。结论其研究方法和研究成果可以为旋转机械碰摩故障的诊断和预测提供一定的参考。

一种新的旋转叶片-机匣碰摩表征模型

基于机械能守恒定律,推导了旋转叶片-机匣的碰摩表征模型。该模型不仅考虑了碰摩过程中叶片的弯曲变形,同时也考虑了由于碰撞导致的机匣变形,在表征模型中引入了机匣当量刚度。模型除可以对直板叶片-机匣之间的碰摩进行表征,还可应用于锥形叶片-机匣之间的碰摩。并且,该模型还考虑叶片的运行情况,即转速、摩擦因数等参数的影响,讨论碰摩力与各参数之间的关系。通过叶片-机匣碰摩试验得到的碰摩力数据,对该模型进行试验验证。通过分析发现新模型与试验结果吻合较好,并与现有模型对比,证明了新模型能更好地描述旋转叶片与机匣的之间的碰摩力。