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。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，通過(guò)加長(zhǎng)葉片(增大流通面積)，和提高機(jī)組轉(zhuǎn)速(增大葉片承受能力)來(lái)滿足發(fā)電及各種動(dòng)力裝置容量的急速擴(kuò)大，是可行且普遍的方法。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)。

在風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，其相關(guān)振動(dòng)信號(hào)能夠有效反映設(shè)備部件運(yùn)行狀況， 并承載著設(shè)備故障信息。為此，利用相應(yīng)技術(shù)對(duì)風(fēng)機(jī)振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行有效檢測(cè)和分析， 將其數(shù)據(jù)作為設(shè)備健康狀況的判斷依據(jù)，就能實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)葉片故障的有效預(yù)測(cè)。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)。風(fēng)機(jī)葉片工作中的振動(dòng)頻率一般在0.2Hz 以上，對(duì)比位移、速度和加速度，其中加速度信號(hào)幅值較大，表明可以充分利用加速度信號(hào)作為測(cè)量和處理對(duì)象。

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。其原理如下：首先，對(duì)加速度進(jìn)行積分處理，獲得速度信號(hào)v，從而掌握風(fēng)機(jī)葉片振動(dòng)頻率；其次，對(duì)速度信號(hào)進(jìn)行再積分，掌握風(fēng)機(jī)葉片的振動(dòng)位移s， 進(jìn)而對(duì)風(fēng)機(jī)葉片振動(dòng)幅度進(jìn)行有效掌握；獲取三軸的加速度情況，并對(duì)振動(dòng)位移分量進(jìn)行合成以獲取加速度矢量，通過(guò)已有信息得出葉片振動(dòng)大小和方向，進(jìn)而判斷風(fēng)機(jī)是否存在故障。葉片團(tuán)有繃率計(jì)算上面討論了葉片的激振力頻率和葉片振動(dòng)的危險(xiǎn)振型。

高速旋轉(zhuǎn)葉片振動(dòng)測(cè)量是現(xiàn)代工業(yè)亟待解決的難題，因此準(zhǔn)確地測(cè)量葉片實(shí)際振動(dòng)的頻率和振幅成為一個(gè)重要研究領(lǐng)域。對(duì)整圈連接葉片組也與葉輪振動(dòng)一樣，存在一系列不同節(jié)徑數(shù)m的振型，全周共有Zm只葉片不參與振動(dòng)，其余葉片在節(jié)徑兩側(cè)振動(dòng)，相位相反。本文介紹了目前測(cè)量葉片振動(dòng)行之有效的方法——葉端定時(shí)測(cè)量法，對(duì)葉片振動(dòng)測(cè)量的葉端定時(shí)傳感器進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究和試驗(yàn)，并建立了葉片振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，成功的實(shí)現(xiàn)了對(duì)葉片振動(dòng)參數(shù)的測(cè)量。

發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片既指裝有動(dòng)葉的輪盤，是沖動(dòng)式汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的組成部分，測(cè)試葉片的諧振頻率及頻響特性是葉片測(cè)試的關(guān)鍵。利用有限元方法分析了某徑流式渦輪增壓器葉片的振動(dòng)特性，得出了葉片的各階自振頻率及相應(yīng)振型，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果較為吻合。葉片的重量很輕，厚度很薄，面積也不是太大，不能使用傳統(tǒng)的接觸式測(cè)量方式，需使用先進(jìn)的非接觸式激光測(cè)振方式，測(cè)試葉輪的諧振頻率及頻響。