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离心叶轮振动特性分析

发布日期:2019-09-06

  离心叶轮振动特性分析

  离心叶轮在工作过程中出现裂纹故障,建立了叶轮的有限元模型,分析了叶轮的振动特性,找出了叶轮裂纹产生的原因,利用坎贝尔图确定了叶轮的共振频率,采用锤击法进行了模态试验,得到了模态参数,并在与有限元模型相同的约束条件下验证了仿真的正确性。

离心叶轮振动特性分析

  离心叶轮轴流压气机在高速旋转下承受着巨大的离心力和气动力,同时,由于叶轮在工作过程中受到振动、腐蚀、氧化等交变载荷的影响,叶轮的工作负荷和工作环境非常复杂,本文讨论了叶轮在实际工作中出现的裂纹故障,断裂面分析结果表明存在疲劳裂纹,初步推测有两种可能的原因:叶轮前整流板尾迹引起的共振或强迫振动。

  根据离心叶轮的实际结构,建立了1/16离心叶轮的有限元模型,本文采用循环对称法对离心叶轮整体进行了振动特性分析,利用大型通用结构分析软件ansys,对叶轮基本截面进行了模态计算,模型分为981522个单元和192280个节点,ansys采用实体185单元,圆盘的正面和端面的内径受到轴向和周向的约束。

  采用块lanczos方法提取特征值和特征向量,由于旋转加劲效应,固有频率随转速的变化而变化,通过ansys中的预应力分析,考虑旋转加劲效应,施加离心力,模态分析分别在700rad/s、1400rad/s、2100rad/s、2800rad/s、3500rad/s、4200rad/s下进行。

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