汽轮机长叶片弯曲与轴系扭转耦合振动研究.pdf

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1、第34卷第6期动力工程学报V01．34No．62014年6月JournalofChineseSocietyofPowerEngineeringJun．2014文章编号：1674—7607(2014)06—0443—07中图分类号：TM311文献标志码：A学科分类号：470．30汽轮机长叶片弯曲与轴系扭转耦合振动研究吕方明1，王坤1危别、奇2，庆2，鲁录义1，吕凯1，李汪繁2，王秀瑾(1．华中科技大学能源与动力工程学院，武汉430074；2．上海发电设备成套设计研究院，上海200240)摘要：为了研究汽轮机轴系扭转振动过程中长叶片

2、弯振与轴扭振之间的耦合影响，参考某汽轮机轴系以及末级叶片的结构和材料数据，分别建立了3种有限元模型：叶一盘模型、简化轴系模型和带一级末级叶栅的叶一轴耦合模型，分析了这3种模型在静止和工作转速下的模态振动特征．结果表明：在叶一轴耦合模型中存在叶片模态、轴振模态和耦合模态3种不同的振动模态，这些模态体现了叶片弯振对轴系扭振的影响；受轴系扭振影响，叶一轴耦合模型中叶片的振动特性与叶一盘模型中相比存在一定的差别，但这种差别并不显著；从叶片安全角度考虑，设计时应同时考虑叶片静频和动频，并以叶片振动特性为基础，着重考虑叶一轴耦合时的振动特性

3、，以避开工频波动可能带来的危害．关键词：汽轮机；长叶片；轴系扭振；叶片弯振；模态；耦合振动StudyonCoupledVibrationBetweenLong-bladeBendingandShaftingTorsionofSteamTurbineLOFangmin91，WEIQi2，LULuyil，LOKail，WANGKunl，SUNQing2，L1Wangfan2，WANGXiujin2(1．SchoolofEnergyandPowerEngineering，HuazhongUniversityofScienceandTe

4、chnology，Wuhan430074，China；2．ShanghaiPowerEquipmentResearchInstitute，Shanghai200240，China)Abstract：Toinvestigatethecoupledvibrationbetweenlong—bladebendingandshaftingtorsionofturbo—generatorsets，threefiniteelementmodelsweredevelopedaccordingtothegeometryandmaterialso

5、facertainsteamturbine，whichwererespectivelytheblade—discmodel，reducedshaftmodelandthecouplingcascade—shaftingmodel，ofwhichthevibrationcharacteristicswereanalyzedunderstaticandservicecondi—tions．Resultsshowthatthreekindsofvibrationmodesexistinthecouplingcascade—shafti

6、ngmodel，namelytheblademode，shaftingmodeandthecouplingmode，reflectingtheeffectsofbladebendingvibra—tionontheshaftingtorsion．Thevibrationcharacteristicsofbladesinthecouplingcascade—shaftmodelareslightlydifferentfromthatintheblade—discmodel，duetotheeffectofshaftingtorsi

7、on．Forthepurposeofbladesafety，thestaticanddynamicfrequencyofbladesshouldbeconsideredsimultaneouslyduringproductdesign，takingthevibrationcharacteristicsasthebasis，withfocusonthecoupledvibrationofshaftingtorsionandlongbladebending，SOastoavoidtheriskofresonance．Keywords

8、：steamturbine；longblade；shaftingtorsion；bladebendingvibration；mode；coupledvibration收稿日期：20130716修订日期：2013—10—29基金项目：国家科技重大专项课题资助项目(