[发明专利]高压涡轮叶片缘板阻尼器减振特性分析方法

权利要求书

1.一种高压涡轮叶片缘板阻尼器减振特性分析方法，其特征在于，包括：

步骤1：根据高压涡轮叶片模型，选取缘板阻尼器的安装位置、模态振动幅值的监测点及模态应力幅值的监测点；

步骤2：选取叶盘振动应力范围；

步骤3：通过有限元法计算高压涡轮扇区不同转速下的模态，由计算所得模态画出对应的Campbell图，找出其可能存在共振的各转速下危险模态；

步骤4：假定缘板阻尼器质量为M，旋转半径为R，高压涡轮叶片转速为N，接触角为θ，摩擦系数为μ；

步骤5：选定进行分析的模态，根据假设所得的缘板阻尼器质量M、旋转半径R、高压涡轮叶片转速N及接触角θ，分别得到缘板阻尼器直接触面和斜接触面的正压力；

步骤6：根据缘板阻尼器直接触面和斜接触面的正压力、摩擦系数，估算阻尼器切向接触刚度，计算缘板阻尼器开始滑移的临界振幅；

步骤7：在叶盘振动应力范围内，给定叶盘最大振动应力即模态应力幅值监测点的振动应力σ，利用模态分析得到的模态振动幅值的监测点与模态应力幅值的监测点A_modal和σ_modal，根据模态参数与振动参数等比例转换关系得到相对运动幅值A及振动动能

步骤8：计算阻尼器接触面的摩擦耗能；

步骤9：通过得到的摩擦耗能与有限元分析所得的扇区振动动能，计算缘板阻尼器阻尼比随振动应力变化的关系即缘板阻尼器减振特性；

步骤10：通过选取不同缘板阻尼器减振参数，重复步骤4～9，得到不同危险模态下高压涡轮缘板阻尼器减振结构的阻尼特性，包括临界振动应力与峰值阻尼比，经过比较得到满足叶片减振要求的缘板阻尼器质量在内的各减振参数并判断该情况下缘板阻尼器能否稳定工作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1中，选取振动幅值的监测点为叶盘缘板阻尼器安装位置，模态应力幅值的监测点为叶盘模态振动应力最大处。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1还包括：确定计算振动幅值所需的计算模型为宏滑动模型，和/或，计算模态特征所需的仿真方法为有限元法。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤5中，缘板阻尼器直接触面和斜接触面的正压力的计算方法为：其中C_F为缘板阻尼器离心力，N_z为直接触面正压力，N_x为斜接触面正压力。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤6中，缘板阻尼器开始滑移的临界振幅的计算方法为：μ为摩擦系数，N为接触正压力，k_d为阻尼器切向接触刚度。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤8中，当相对位移幅值不大于临界振幅时，即A≤A_cr，接触面不产生相对滑动，非线性摩擦力不做功，摩擦耗能为W_f＝0；当相对位移幅值大于临界振幅时，即AA_cr，摩擦耗能为W_f＝4μN(A-A_cr)。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤9中，根据能量法计算得到相应振动应力下的阻尼比：