叶片制成切片的结构示意图_【1220mm全速湿冷末级长叶片强度振动分析】

摘  要：详细分析了上海电气1220mm长叶片的强度、振动特性，以及叶片围带、拉筋等阻尼结构对振动频率的影响。分析表明，该叶片为二阶调频叶片，强度、振动特性良好；同时采用整圈计算、循环对称两种算法验证了结果的可靠性。叶片动频试验结果与理论计算相吻合，标志着该叶片的成功开发。

关键词：湿冷；长叶片；循环对称；频率

汽轮机末级长叶片设计制造技术是汽轮机最关键的技术之一，是机组先进性的重要标志。上海电气在已成功开发的全速湿冷690mm、800mm、1050mm系列长叶片基础上进一步开发了全速湿冷1220mm末级长叶片。该叶片为整圈自锁结构形式，采用枞树型叶根，以提高抗低周疲劳及抗应力腐蚀性能；叶身型线为全三维设计开发的变截面扭叶片，汽道高度1220mm；叶身顶部的围带与叶身中间的拉筋部件为阻尼结构，叶片在工作状态下会在离心力作用下发生扭转，通过围带、拉筋形成整圈联结，这可以提高叶片的刚性，大幅度降低动应力^[1]。

1叶片结构参数

上海电气1220mm全速湿冷末级长叶片具体结构参数如表1所示，单片叶片及整圈叶片三维模型示意图如图1、图2所示。

表11220mm叶片结构参数

      同时，根据叶片结构特点，利用ABAQUS循环对称计算方法，对1220mm叶片应力分布进行了详细分析计算，静应力分布如图3至图5所示，叶片应力分布合理。

图4 1220mm叶片叶根部分静应力分布

由图4可知，叶根最大应力位于叶片背弧侧上面第一对齿的颈部圆角处。

图6 1220mm叶片计算坎贝尔图

1220mm叶片1阶、2阶振型图如图7所示。

整圈计算下边界条件、载荷及单元类型与单片循环对称计算时设置相同^[3]。

经过计算，得到工作转速下一、二阶各节径振动频率如表4所示。

表 4 整圈与循环对称计算频率对比

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