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基于ansys叶片振动特性的有限元分析

发布于:2016-02-20 22:31
有限元分析

      叶片是大型透平机械实现能量转换的关键部件之一。在汽轮机运行中,叶片不断承受着交变汽流力的作用而产生受迫振动,从而导致叶片振动疲劳损坏。国内数据统计,叶片损坏事故约占汽轮机事故的其中的损坏是叶片振动疲劳损坏。采用自带冠叶片减振是目前涡轮叶片常用的控制叶片振动的方法。自带冠叶片已广泛应用于电站汽轮机,电站燃气轮机及航空涡轮机上。运行实践表明,这种叶片可以降低叶片振动应力可靠性高而且便于设计顺畅的通流部分以提高效率,但需要对其进行详细的有限元分析
      在工程机械中,碰撞是迅速传递和消耗能量的有效方法之一。冠间接触碰撞减振结构通过碰撞的限位作用大大减小了叶片振动的幅值,同时叶片间相互接触碰撞耗散振动能量,减小激振力能量的输入,起到减振作用。带冠叶片的冠间接触碰撞相当复杂,在碰撞和滑移的联合作用下,叶冠之间的接触面会处于黏着、滑动和脱离等状态。整个接触碰撞的过程伴随着摩擦引起的接触力的变化,接触面上各点的运动状态并不一致。因此其接触碰撞过程相当复杂,具有典型的非线性特征,理论研究难度较大。目前许多学者采用接触有限元法对其动力知识题进行求解,运用大型通用有限元App来分析系统的碰撞振动特性
      ANSYS是用于求解高度非线性问题的通用显式动力学有限元分析程序,它能有效处理多种接触碰撞及大变形问题。以锯齿形带冠叶片组为研究对象,采用进行非线性碰撞仿真分析,研究了碰撞阻尼减振效果与振动系统各参数之间的关系,模型充分考虑了叶冠之间存在间隙时叶片受到激振力后冠间的撞击和摩擦对叶片振动能量的吸取与耗散,并且对具体叶片模型接触碰撞系统的响应特性及减振机理进行了分析。
在叶片顶部,相邻叶冠间在安装时留有一定的初始间隙,工作时由于气流力等外力作用,叶片发生振动,当两个叶片的相对位移大于装配间隙时,叶片之间发生接触碰撞和摩擦。叶冠间的碰撞限位、接触面间的摩擦同时耗散叶片的振动能量,起到减振作用。摩擦因数依赖于接触面的相对滑动速度,一般情况下,静摩擦因数高于动摩擦因数。

                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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