葉片是葉輪機械的關(guān)鍵零部件,其工作環(huán)境惡劣,同時受高離心力、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械損傷、高溫損傷、高溫暴露、蠕變失效、疲勞失效和腐蝕。本文對葉片固有特性和振動響應(yīng)分析方法研究實現(xiàn)了葉片振動解析法和考慮S1、S2氣動加載、集中載荷加載振動響應(yīng)的計算,對葉片的初期設(shè)計有重要的意義。其中疲勞失效是重要的一個原因,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,前者通過特殊的結(jié)構(gòu)設(shè)計達到減振的目的，后者則能加劇氣流擾動,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,無法實現(xiàn)參數(shù)的調(diào)整。另外,有學(xué)者研究應(yīng)用反旋流措施來提高轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性，通過向密封間隙噴入逆向氣流來減小密封間隙內(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,否則就會導(dǎo)致振動失穩(wěn),且反旋流結(jié)構(gòu)復(fù)雜,設(shè)計時計算困難,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。

提升航空發(fā)動機生產(chǎn)能力不是件易事。葉片安裝在盤片上，為讓這些盤盡可能輕，它們從一塊原材料經(jīng)銑削而成而不是一個葉片一個葉片安裝。產(chǎn)品可實現(xiàn)高溫、高速、非接觸式、微納米級測量，滿足工程應(yīng)用要求。這樣的盤片制作方法稱作整體葉盤。由于葉片本身又長又薄，同時制造它們會出現(xiàn)問題。它們在生產(chǎn)中會開始振動，就像一個音叉那樣，使接下來的工作變復(fù)雜。為了避免這個問題，制造商不會完整銑削每個葉片，而是單獨加工葉片的外刃到成品形狀然后轉(zhuǎn)到下一個。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。

葉片固有頻率測試分析已成為葉片檢驗程序中必不可少的環(huán)節(jié)之一。利用加速度傳感器對風(fēng)機葉片加速度值進行測量，可有效掌握風(fēng)機葉片的振動程度。測試方法多采用頻譜分析法，即給葉片一個初始位移(或力)激勵，使其產(chǎn)生衰減振動，通過測量葉片的位移響應(yīng)并對其進行頻譜分析，即得到被測葉片的固有頻率。測試設(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)有的測試系統(tǒng)沒有充分考慮葉片頻率測試分析的特殊性，不構(gòu)成一個完整的專用測試分析系統(tǒng)。