阻尼结构长扭叶片接触刚度与振动频率研究

作者：隋永枫; 郑飞逸; 蓝吉兵; 傅建中^*; 魏佳明

来源：机电工程, 2022, 39(09): 1278-1285.

• 汽轮机
• 围带厚度
• 叶片频率试验
• 接触刚度计算方法
• 刚度修正系数
• 静态结构分析

长扭叶片是工业汽轮机的核心零部件，在进行长扭叶片设计时，由于阻尼结构长扭叶片的接触刚度和振动频率无法得到准确的预测，提出了一种带刚度修正系数的长扭叶片接触刚度计算方法。首先，基于赫兹接触与G-W模型，给出了长扭叶片接触刚度的计算公式，分析了主要参数对其接触刚度的影响，确定了刚度修正系数的求解方法；然后，进行了叶片频率试验，获得了叶片共振转速试验值；利用ANSYS软件对叶片进行了静态结构分析，获得了其接触面的法向压力；使用Matrix27单元模拟接触刚度，进行了叶片频率分析，并确定了刚度修正系数；最后，进行了叶片节径振动分析，获得了叶片1阶共振转速。研究结果表明：基于该方法获得的叶片1阶共振转速计算值与试验值的误差<5%;在考虑了围带厚度对计算精度的影响后，围带减薄7 mm,叶片1阶共振转速计算值与试验值的误差<1%;该结果证明，此方法能够准确预测阻尼结构长扭叶片的振动频率，其精度满足要求，具有良好的工程应用价值。

• 单位
  浙江大学; 杭州汽轮机股份有限公司