基于有限元法的汽轮机叶片固有频率调整与实验研究

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1、华中科技大学硕士学位论文分类号学号M201170345学校代码10487密级硕士学位论文基于有限元法的汽轮机叶片固有频率调整与实验研究学位申请人:叶松涛学科专业:机械电子工程指导老师:杨文玉教授答辩日期:2014年1月10日万方数据华中科技大学硕士学位论文AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsFortheDegreeofMasterofEngineeringNaturalfrequencyadjustmentoftheturbinebladebasedonthefiniteelementmethodandexperime

2、ntalresearchCandidate:SongtaoYeMajor:MechatronicEngineeringSupervisor:Prof.YangWenyuHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaJanuary，2014万方数据华中科技大学硕士学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式

3、标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本论文属于保密□，在年解密后适用本授权书。不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要叶片是汽轮机的关键零件之一，其动态特性直接影响汽轮

4、机组的安全运行。因此，保证叶片的制造质量和可靠运行、减少由于叶片故障造成的事故，对提高汽轮机运行的可靠性，保证国民经济发展有重大的意义。鉴于叶片安全的重要性，叶片在设计时对其提出了严格的动态性能要求。国内外学者对汽轮机叶片的动态分析进行了大量的研究，但都是以设计应用为目标。针对制造过程中如何保证叶片频率的一致性，以及如何通过叶片固有频率调整技术使叶片满足叶片频率的设计要求，这些问题都是本文研究的重点。本文首先建立典型叶片频率分析的有限元模型，运用有限元方法准确计算叶片的多阶固有频率。通过反复的分析试验，确定了叶片固有频率计算过程中误差产生的影响因子，并讲述各影响因素对计算误差的影响。其中

5、影响叶片固有频率计算精度的主要因素有有限元模型的网格密度分布、单元类型的选择、边界条件的施加等。其次，文中对叶片进行多因素灵敏度分析的分区域方案，基于有限元方法实现典型叶片的多阶频率灵敏度计算。根据计算结果的数据分析，显示叶片固有频率的适当调整是可以实现的。最后，结合叶片型面的局部磨削和叶片固有频率的测试，确定了典型叶片多阶频率调整的方法，并为典型叶片制定了完善的频率调整工艺方案。本文中叶片固有频率的计算方法以及调整方案，方便快捷、简单有效，目前已经广泛应用于工程实际，取得业内认可。关键词：汽轮机叶片，有限元方法，固有频率，频率灵敏度，测试I万方数据华中科技大学硕士学位论文Abstrac

6、tBladeisoneofthemostimportantkeycomponentsinasteamturbine,dynamiccharacteristicsofbladedirectlyaffectsthesafeoperationofsteamturbine.Therefore,toguaranteethemanufacturingqualityandreliableoperationoftheblade,reducetheaccidentcausedbyamulti-functioningbladeforimprovingthereliabilityofturbineoperat

7、ionandensuringthedevelopmentofthenationaleconomyisofgreatsignificance.Duetotheimportanceofbladesafety,blade’sperformancerequirementsareputforwardwhenthedesignofitsstrictdynamic.Manyscholarshavedonealotofresearchaboutbl