汽輪機葉片振動試驗4

1、汽輪機葉片振動試驗汽輪機葉片振動試驗一、實驗目的一、實驗目的1掌握用自由振動法和共振法測定汽輪機單個葉片的靜頻率。2通過實驗，加深理解單個葉片的振動特性及葉根緊力對自振頻率的影響。3了解本實驗系統(tǒng)儀器的使用。二、基本原理二、基本原理汽輪機葉片是具有多個自由度的彈性體，理論上它具有無限多個自振頻率和相應的主振型，葉片受到瞬間激振力后作自由振動時，實際的振型曲線為各階主振型曲線迭加的結果。但由于高階主振型很難激發(fā)，其分量隨著階次增高而愈益微

2、小。故葉片受到瞬時激振作自由振動時的合成振型基本上呈現為最易激發(fā)的主振型的振型。一般來說，由于一階振型（通常為切向Ao型）最易激發(fā)，故對于衰減不太快的葉片用自振法便能測定。圖（一）當兩個簡諧信號分別輸入示波器的X及Y軸時，示波器熒光屏上將顯示出李沙茹圖形。其道理很簡單，在同一平面上的幾個分振動不是在一同一個方向上發(fā)生，則振動體上的一點運動軌跡是在同一個平面上的封閉曲線。其繪制方法如下。如果兩個訊號的頻率成簡單的整數比，則可得到穩(wěn)定的簡單

3、李沙茹圖。若兩個頻率十分接近但不相等，則李沙茹圖形將緩慢移動并交替呈現出不同的形狀。測頻時通常將已知（給定）頻率信號輸入X軸。振動信號輸入Y軸，調節(jié)X軸信號頻率直至獲得穩(wěn)定的李沙茹圖，則被測葉片的頻率也就知道了。更常用的是將兩個信號的頻率比調至1：1。使獲得最簡單的李沙茹圖。如圖〈二〉所示即為兩個頻率比為簡單的整數比時的李沙茹圖。對于多自由度的彈性系統(tǒng)。當一個正弦干擾力F=Fosinpt作用于系統(tǒng)上任意位置時，將產生強迫振動。若干擾力頻

4、率等于i階自振頻率時，會激起i階共振，振幅出現峰值，其余各階皆不激起共振性振動，這樣就可判斷出葉片的自振頻率。由此可見，自振法測頻時應得到穩(wěn)定的李沙茹圖；共振法測頻時應得到最大的振幅峰值，此時的振動頻率才是葉片的固有頻率。低頻信號發(fā)生器輸出信號的頻率，直到在示波器上出現一個穩(wěn)定的李沙茹圖，通常將李沙茹圖調成圓或橢圓。（6）讀取信號發(fā)生器輸出信號的頻率，可求出葉片自振頻率。2注意事項（1）為了減小頻率的測試誤差，應將葉片固定好，并應將李沙

5、茹圖調得相當穩(wěn)定。所謂穩(wěn)定的李沙茹圖應有以下特點：（a）只有一條封閉曲線（b）X軸兩端點左右不移動或基本不移動。（c）封閉曲線變化較緩慢（2）拾振器探針中部側面應輕輕地靠在葉片的進汽邊或出汽邊，并使被測葉片的振動方向與拾振器探針兩者之軸線所構成之平面垂直，且要求輕重均勻。拾振器探針放置在葉片上的高度視葉片的長度而定，主要從靈敏度和穩(wěn)定性兩方面綜合考慮，對于較長葉片，應置于葉片中部或近根部，而短葉片應置于近葉片頂部處。（3）激振時應注意：

6、在測量Ao型振動頻率時，激振方向一般應沿著葉片切向振動方向，對于中長葉片，Ao型振動較易激發(fā)，所以振動方向要求不嚴格。另外為使激振力有效地傳遞給葉片，應選擇合適的激振點。對于自由葉片可敲擊葉頂；鉚接圍帶連接的葉片組可敲擊鉚釘頭部分的圍帶；自帶圍帶的葉片組可在圍帶間隙處敲擊。（二）共振法測量系統(tǒng)如圖激震器葉片減震器示波儀低頻信號發(fā)生器低頻功率放大器圖（四）共振法與自振法的不同點在于葉片所受的激振力不是由橡皮錘斷斷續(xù)續(xù)敲打產生的，而是用激振

7、器激發(fā)和維持的，另外葉片產生的振動不是自由衰減振動而是強迫振動。低頻信號發(fā)生器輸出的信號，一方面送至示波器，另一方面送至功率放大器后送入激振器，通過金屬桿激振葉片。調節(jié)信號發(fā)生器輸出信號的頻率使之與葉片自振頻率相等或成整倍數時，葉片振動振幅和聲音明顯增大，此時將拾振器針尖靠近葉片，則將葉片振動的電信號輸入示波器，此時示波器上可獲得李沙茹圖。1、試驗步驟（1）按照測試系統(tǒng)圖連接好各儀器。（2）將激振器移至葉片下所要激振位置。用頂桿輕輕頂住