[发明专利]一种避免叶轮振动中靶向能量传递现象发生的叶轮优化设计方法

摘要

本发明公开了一种避免叶轮振动中靶向能量传递现象发生的叶轮优化设计方法，在传统静强度分析和设计的基础上，对叶轮在失谐和理想情况下的动力学特性进行分析，识别出其禁带和通带，然后列出叶轮所承受激振源的所有频率成份，判断是否有频率成分落入禁带之中，对于有频率成分落入禁带之中的情况，需对叶轮机构进行修改优化，以避免叶轮振动发生能量靶向迁移现象。该方法对新一代离心叶轮的设计制造具有指导意义，能够有效地解决叶轮运行过程中的局部大幅振动问题，减少振动其造成的危害，降低叶轮运行过程中的故障发生率，从而确保离心叶轮机组安全可靠地长期运行。使用本发明设计出来的叶轮在安全性、高效性上会有很大程度的提高。

主权项

一种避免叶轮振动中靶向能量传递现象发生的叶轮优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：对叶轮进行静强度计算和可靠性分析，校核其安全性；步骤二：对叶轮在理想和失谐状况下分别进行模态分析，并提取前若干阶模态，列出各阶模态的固有频率及其对应的振型图；步骤三：根据步骤二得到的各阶模态的固有频率及其振型图，分析出叶轮发生振动能量靶向传递所对应的模态；其中，振型图中振动振幅最大处被“封闭”在很小的局部区域内，这些振动局部区域相对“孤立”，则这些模态对应的频率带为叶轮的禁带，而其它振动变形在整个叶轮上分布比较均匀的模态的频率带则对应为叶轮的通带；步骤四：将激振因素的频率与步骤三所得的禁带进行对照，判断激振频率是否落入禁带中，若出现叶轮的激振频率落入禁带中的情况，则修改叶轮结构或者改变激振源的激振频率，避免激振频率落入禁带之中，确保叶轮安全运行。