压缩机叶片动静态特性研究方法的进展.pdf

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1、毫题论述·机械研究与应用·压缩机叶片动静态特性研究方法的进展白静(宝鸡文理学院机电工程系，陕西宝鸡721007)摘要：叶片是压缩机的关键性部件之一，其结构设计的合理程度主要体现于叶片的静、动态等特性，这些特性的优劣会直接影响压缩机的整体性能。根据近年来国内外研究叶片动静态特性的状况，结合理论与事实，将理论分析、实验研究和数值计算三类方法进行了对比分析，得出数值计算方法是研究叶片动静态特性的一种有效途径，可以方便获得叶片的静力和动力特性参数，为优化设计叶片结构提供理论数值参考。相对理论分析和实验研究方法而言，数值计算方法具有直观形象、应用范围广、灵活

2、方便等优点。关键词：数值计算；叶片；动静态特性中图分类号：TH122文献标识码：A文章编号：1006—4414(2011)ol一0005—03ResearchprogressondynamicandstaticcharacteristicsofcompressorbladesBaiJing(Dept．mechanical&electricalengineering，Baojiuniversityofartsand$cieIl~e$，BaojiShanxi721007，China)Abstract：Thebladeisoneofthekeycompo

3、nentsofacompressor．ThereasonabilityofitsstructuredesignismaiIl1yembod-iedindynamicandstaticcharacteristicsofblades，whichwilldirectlyafecttheoverallperformanceofacompressor．Thecomparisonandanalysisinthreemethods，theoryanalysis，experimentalresearchandnumericalcalculationarecarri

4、edoutae—cordingtotheresearchconditioninrecentyearsallovertheworld．Theresultshowsthatnumericalcalc~ationmethodissuchagoodwaytoresearchdynamicandstaticcharacteristicsofblades，inwhichdynamicandstaticparametersCalbeconvenient—lyobtainedtoprovidetheoreticalreferencetotheoptimumdesi

5、gnoftheblades．Comparedwiththeothertwoalgorithms，nu-mericalcalculationisofvisualizedform，broadrangeofapplicationandflexibility．Keywords：numericalcalculation；blade；dynamicandstaticcharacteristics1引言现象的本质规律，指导产品的设计，同时也是实验研透平机械广泛应用在机械制造业、石油化学工究和数值计算分析的基础。业、制冷与气体分离工程等诸多行业中，而叶片是透从理论

6、上来说，工作状态下的叶片主要受两种作平机械中重要的零件之一。叶片工作时会受到自身用力：①由于透平高速旋转时，叶片自身质量产生的的离心力以及稳态和非稳态的气流力作用，非稳态的离心力；②气流流过叶片产生的气流作用力。离心力气流力是叶片激振力的主要来源，非稳态气流力诱发在叶片中不仅产生拉应力，而且在离心力作用线不通的叶片强迫振动产生的动应力是叶片失效的主要原过截面的型心时，由于偏心拉伸还会产生弯应力，离因。当叶片或叶片组的固有频率等于或接近激振力心力与叶片转速的平方成正比。作用在叶片上的气的频率时，叶片的振动就会加剧，从而产生较大的动流力随时间变化，它可

7、由不随时间变化的直流平均分应力，导致叶片疲劳破坏。因此在设计阶段，精确的量和随时问变化的交流分量组成。直流分量在叶片计算和分析叶片、叶片组的固有频率和振型，可预防中产生静弯曲应力，而交流分量则引起叶片的振动应叶片事故的发生。力。气流力是随透平工况变化而变化的，所以叶片在早期研究叶片振动问题多采用能量法和传递矩工作过程中的受力状况非常复杂，并与实际工况密切阵法，随着有限元方法的逐渐成熟及计算机软硬件的相关，所以仅靠理论对其进行全面分析，难度很大。发展，国内外学者对叶片断裂和动态特性的研究，主《叶片泵设计手册》中采用了一种常规简化计算要采用有限元方法。

8、根据各位学者对叶片研究采取方法对叶轮上的轴向力做了近似推导，再把叶片简化的不同分析方法，有关叶片断裂和动态特性的研究，成悬