葉片是葉輪機(jī)械的關(guān)鍵零部件,其工作環(huán)境惡劣,同時(shí)受高離心力、穩(wěn)定氣流力和交變氣流激振力的作用,是故障多發(fā)件。葉片失效原因主要有機(jī)械損傷、高溫?fù)p傷、高溫暴露、蠕變失效、疲勞失效和腐蝕。本文對(duì)葉片固有特性和振動(dòng)響應(yīng)分析方法研究實(shí)現(xiàn)了葉片振動(dòng)解析法和考慮S1、S2氣動(dòng)加載、集中載荷加載振動(dòng)響應(yīng)的計(jì)算,對(duì)葉片的初期設(shè)計(jì)有重要的意義。其中疲勞失效是重要的一個(gè)原因,它往往導(dǎo)致葉片斷裂。研究葉片的減振方法有較大的工程意義。目前已有一些較成熟的減振技術(shù),如干摩擦阻尼和蜂窩密封減振,前者通過(guò)特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)達(dá)到減振的目的，后者則能加劇氣流擾動(dòng),提高氣流的能量耗散,減小氣流激振。這些方法雖有明顯的減振作用,但效果有限,且其結(jié)構(gòu)固定,無(wú)法實(shí)現(xiàn)參數(shù)的調(diào)整。另外,有學(xué)者研究應(yīng)用反旋流措施來(lái)提高轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性，通過(guò)向密封間隙噴入逆向氣流來(lái)減小密封間隙內(nèi)的旋流。反旋流只有在合適的流速和流量下才能起到抑振的作用,否則就會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)失穩(wěn),且反旋流結(jié)構(gòu)復(fù)雜,設(shè)計(jì)時(shí)計(jì)算困難,因此其工程應(yīng)用并不多。本文研究的吸氣方法從新的角度來(lái)改善葉頂間隙的氣流特性,較反旋流技術(shù)有較大的優(yōu)勢(shì)。

提升航空發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)能力不是件易事。葉片安裝在盤(pán)片上，為讓這些盤(pán)盡可能輕，它們從一塊原材料經(jīng)銑削而成而不是一個(gè)葉片一個(gè)葉片安裝。產(chǎn)品可實(shí)現(xiàn)高溫、高速、非接觸式、微納米級(jí)測(cè)量，滿足工程應(yīng)用要求。這樣的盤(pán)片制作方法稱作整體葉盤(pán)。由于葉片本身又長(zhǎng)又薄，同時(shí)制造它們會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。它們?cè)谏a(chǎn)中會(huì)開(kāi)始振動(dòng)，就像一個(gè)音叉那樣，使接下來(lái)的工作變復(fù)雜。為了避免這個(gè)問(wèn)題，制造商不會(huì)完整銑削每個(gè)葉片，而是單獨(dú)加工葉片的外刃到成品形狀然后轉(zhuǎn)到下一個(gè)。在這種制造工藝中，葉片上的張力使它們的幾何外形輕微扭曲。

葉片固有頻率測(cè)試分析已成為葉片檢驗(yàn)程序中必不可少的環(huán)節(jié)之一。利用加速度傳感器對(duì)風(fēng)機(jī)葉片加速度值進(jìn)行測(cè)量，可有效掌握風(fēng)機(jī)葉片的振動(dòng)程度。測(cè)試方法多采用頻譜分析法，即給葉片一個(gè)初始位移(或力)激勵(lì)，使其產(chǎn)生衰減振動(dòng)，通過(guò)測(cè)量葉片的位移響應(yīng)并對(duì)其進(jìn)行頻譜分析，即得到被測(cè)葉片的固有頻率。測(cè)試設(shè)備主要包括位移傳感器、數(shù)據(jù)采ji器和頻譜分析軟件?，F(xiàn)有的測(cè)試系統(tǒng)沒(méi)有充分考慮葉片頻率測(cè)試分析的特殊性，不構(gòu)成一個(gè)完整的專用測(cè)試分析系統(tǒng)。