转子涡动对涡轮叶片非接触式应力测量精度的影响研究

摘要

利用叶尖计时（BTT）技术进行涡轮叶片健康监测时,为了获得叶片的真实应力状态和保证测量的高精度要求,本文考虑了转子涡动对叶片非接触式应力测量（NSMS）精度的影响。首先推导了考虑转子涡动的叶片振动提取算法;并通过建立叶片振动有限元模型,模拟了转子不平衡作用下叶片-转子系统的动力学性能。通过对比考虑涡动和不考虑涡动两种算法提取的叶片振动,得到:不考虑转子涡动时,叶尖振动位移幅值为10μm,速度幅值为1.5 m/s;考虑涡动时,叶尖振动位移幅值为6μm,速度幅值为1 m/s。结果表明:不考虑转子涡动时,得到的叶尖振动将会偏大,进而使得计算应力大于实际值,不能表达叶片运转过程中的真实应力状态。本文的研究可为提高涡轮叶片NSMS精度提供依据。