葉片振動ansys的案例
基于ANSYS Workbench的高壓渦輪葉片振動應力
葉片溫度場分布
高壓渦輪葉片模態
葉片不平衡導致風電機組振動
風電機組葉片不平衡主要包括質量不平衡和氣動不平衡兩方面，無論是哪種不平衡都會給機組帶來擺幅很大的振動，危害其壽命和安全。如發現風電機組振動過大，應及時查找振動起因，采取專業的設備，準確測量，采用科學的方法及時糾正，以消除機組振動，保證其可靠運行。
葉片不平衡危害
1 振動過大
在實際運行中，葉片不平衡往往會造成風電機組振動過大，包括機艙沿風向振動、機艙橫向振動、機艙扭轉方向振動等。振動會造成明顯的齒輪箱前后竄動、機艙左右強烈搖晃、偏航制動位置竄動，嚴重的會在偏航處發出強烈的噪音，損壞機艙內部件。
通過仿真對比正常運行的和單支葉片質量不平衡的風電機組，可以看出塔頂機艙振動加速度幅值明顯加大。從圖1可以看出，風電機組正常運行（三支葉片平衡）時，塔頂機艙前后振動方向振動加速度和機艙橫向振動加速度、振動幅值不超過0.3m/s2；將單支葉片附加一定重量，塔頂機艙前后振動方向振動加速度和機艙橫向振動加速度振動幅值均明顯超標，而機艙橫向擺幅更大，幅值超過1.5m/s2。
圖1 葉片質量不平衡引起機艙振動時域圖
2 載荷過大
風電機組葉片不平衡運行必然造成載荷增大，超過標準設計值。葉片不平衡導致傳動鏈扭矩不平衡，將影響齒輪箱與軸承的壽命和強度。不平衡帶來的塔頂振動，影響塔筒的安全性。
展開 葉身表面條帶對葉片振動疲勞性能影響分析
文 / 關紅，邰清安，范秀杰，李光澤 · 中國航發沈陽黎明航空發動機有限責任公司
某轉子葉片選用鈦合金制造，該轉子葉片在腐蝕檢查時發現每批次有30%～40%數量的葉片表面存在腐蝕條帶，經理化分析判斷為鍛造過程產生的剪切帶細晶組織，如圖1 所示。通過解剖分析條帶區的化學成分、顯微硬度與基體無明顯差異；條帶區晶粒不具有明顯織構。由于無法量化其對葉片性能和壽命的影響，簡單的直接報廢處理無疑會造成周期變長和成本的巨大損失。葉片振動疲勞試驗是綜合考核產品使用性能的有效方法之一，因此，急需開展相關振動疲勞測試工作，確定斷裂產生的原因和斷口性質，為后續處理類似問題提供支撐。
圖1 帶有條帶痕跡的鈦合金葉片
試驗方法
振動疲勞檢測
選取某級葉片中含條帶葉片30 片，編號1#～30#分為A、B 兩組，每組各15 片分別進行振動疲勞檢測。A 組：含有一條貫穿條帶的葉片；B 組：含有一條未貫穿條帶的葉片。
熒光檢測
對振動疲勞有裂紋葉片進行熒光檢測，確定裂紋部位。
開裂葉片斷口分析
將振動疲勞有裂紋的葉片進行裂紋斷口分析。
試驗結果與分析
條帶葉片的振動疲勞檢測
采用榫頭固持狀態考核A 組、B 組的某級轉子葉片的1 ～3 階頻率，測量3 片葉片的一階彎曲振動應力分布，確定最大振動應力位置，最后考核A 組、B 組的某級轉子葉片一階模態下的中值振動疲勞壽命(榫頭開裂為無效葉片)。
⑴葉片固有頻率測試。葉片正式測頻之前先確定夾緊力矩大小，夾緊力矩的大小由試驗確定。
展開 葉身表面條帶對葉片振動疲勞性能影響分析
某轉子葉片選用鈦合金制造，該轉子葉片在腐蝕檢查時發現每批次有30%～40%數量的葉片表面存在腐蝕條帶，經理化分析判斷為鍛造過程產生的剪切帶細晶組織，如圖1 所示。通過解剖分析條帶區的化學成分、顯微硬度與基體無明顯差異；條帶區晶粒不具有明顯織構。由于無法量化其對葉片性能和壽命的影響，簡單的直接報廢處理無疑會造成周期變長和成本的巨大損失。葉片振動疲勞試驗是綜合考核產品使用性能的有效方法之一，因此，急需開展相關振動疲勞測試工作，確定斷裂產生的原因和斷口性質，為后續處理類似問題提供支撐。
圖1 帶有條帶痕跡的鈦合金葉片
試驗方法
振動疲勞檢測
選取某級葉片中含條帶葉片30 片，編號1
#～ 30
#分為A、B 兩組，每組各15 片分別進行振動疲勞檢測。A 組：含有一條貫穿條帶的葉片；B 組：含有一條未貫穿條帶的葉片。
熒光檢測
對振動疲勞有裂紋葉片進行熒光檢測，確定裂紋部位。
開裂葉片斷口分析
將振動疲勞有裂紋的葉片進行裂紋斷口分析。
試驗結果與分析
條帶葉片的振動疲勞檢測
采用榫頭固持狀態考核A 組、B 組的某級轉子葉片的1 ～3 階頻率，測量3 片葉片的一階彎曲振動應力分布，確定最大振動應力位置，最后考核A 組、B 組的某級轉子葉片一階模態下的中值振動疲勞壽命(榫頭開裂為無效葉片)。
圖2 夾緊力與固有頻率關系圖
⑴葉片固有頻率測試。葉片正式測頻之前先確定夾緊力矩大小，夾緊力矩的大小由試驗確定。夾緊力矩與固有頻率關系如圖2 所示，當試驗系統不變時，對葉片逐漸加大夾緊力矩(橫向頂緊葉片的螺栓的夾緊力矩)，葉片固有頻率值會逐漸升高，而當夾緊力加到某一定值時，固有頻率不再升高，此時的夾緊力矩即為葉片頻率測試的夾緊力矩。本次試驗夾緊力矩為60N.m。
展開 
航空發動機葉片振動可靠性分析及優化設計
按產生推進動力的原理不同飛行器的發動機又可分為間接反作用力發動機和直接反作用力發動機兩類
航空發動機葉片振動可靠性分析及優化設計.doc
【CAE案例】渦輪發電機主軸扭轉與葉片彎曲耦合振動分析
振動是渦輪發電機運行過程中值得特別關注的問題。由于本身的復雜結構，以及運行過程中的隨機性，渦輪發電機振動的成因也比較復雜：機組的設計、加工不當，部件本身的機械缺陷，機組的約束、受力都會引起振動。過大的振動會帶來危害，如加劇材料的疲勞破壞，加快旋轉部件的磨損，引起葉片疲勞破壞與斷裂。機組共振還會引起廠房振動，對設備和人員安全造成威脅。
本案例以N4渦輪發電機組為例，通過code_aster實現對發電機的主軸扭轉和葉片的彎曲的耦合計算，目的是防止渦輪發電機的旋轉頻率和諧振干擾主軸扭轉和葉片彎曲的模式。案例的核心是通過Sous-Structuration dynamique實現計算模型的拆分求解和再裝配，對于復雜模型具有參考意義。
展開 某超凈除塵除霧塔在二級旋流器影響下，塔體出現振動，在不影響效率的情況下，減少旋流器葉片，增加風機頻率，分析塔體的風速值及對振動的影響 ￥20
一、項目簡介
本次模擬對象為某超凈除塵除霧塔，為濕法除塵工藝，風機位于本塔前端，超凈除塵除霧塔正壓運行，塔體中自下而上共4層除霧器，其中最上層除霧器為二級旋流除霧器，共24個旋流葉片，該除霧器位于煙囪底端；經現場反應，當風機頻率＞37Hz時，塔體開始出現晃動，經討論，塔體出現晃動的原因可能與風機頻率增加，風量加大，上述旋流除霧器處離心風速過高所致，因此，若要同時滿足大的處理風量，且規避塔體晃動，需通過切割部分旋流葉片，以保證離心風速在塔體晃動的臨界值以內。現通過CFD流體仿真對本設備內煙氣流場進行可視化，并在不同風量下，切割適當數量的旋流葉片，以確保上述旋流除霧器的離心風速和阻力在臨界值以內。
二、模擬內容
當風機頻率為37Hz時，除霧塔出口煙氣量為350000m3/h，此時，塔體未出現晃動；當風機頻率分別增加至40Hz，45Hz，50Hz，除霧塔出口煙氣量分別為378000m3/h，435000m3/h，470000m3/h；現計算上述4種風量下的旋流除霧離心風速及阻力，以350000m3/h風量下的模擬結果為評價指標，分別對378000m3/h，435000m3/h，470000m3/h這三種風量下的旋流器進行葉片切割，以確保這3種風量下的離心風速與評價指標接近，滿足評價指標。
三、計算模型及邊界條件
3.1 模型建立
根據除塵除霧塔規格，按除塵器圖紙大小以1：1建立三維模型，模型如下：
圖1 除塵除霧塔三維模型
in02為旋流除霧器前壓力監測面。
3.2 邊界條件
計算參數如下，共4種煙氣量，煙氣溫度為40℃。進口邊界條件為速度進口，出口邊界條件為壓力出口，壓力值為0Pa。湍流模型采用標準k-ε模型，壁面函數為標準壁面函數，固壁面設置為無滑移壁面，塔體中三層除霧器設置為多孔介質邊界。
展開 300MW機組低壓轉子葉片斷裂的故障診斷及振動分析
通過對襄樊電廠3號機組低壓轉子葉片1次斷裂和漢川電廠2號機組低壓轉子葉片3次斷裂的準確故障診斷及處理,定量分析了葉片斷裂故障的振動診斷機理,得出了葉片斷裂的振動故障特征,并提出了葉片斷裂故障的現場處理對策,為進一步診斷分析同類故障提供借鑒和依據.
300MW機組低壓轉子葉片斷裂的故障診斷及振動分析.pdf
『分享』大型旋轉機械葉片-軸彎扭耦合振動問題的研究
摘 要: 隨著大型旋轉機械葉片長度的增加, 葉片彎曲振動與軸扭轉振動的耦合程度越來越強。目前人們大
多是將兩者分開來研究, 具有一定的局限性。為了深入研究葉片2軸耦合系統動力特性, 提出了改進阻抗匹配
方法, 這種方法可以分析具有任意多葉片數目的葉片2軸耦合系統動力特性。應用該方法研究了耦合振動對葉
片彎振和軸扭振固有頻率的影響, 得出了一些新結論。這些結論可以直接應用于機組的設計和故障診斷
大型旋轉機械葉片-軸彎扭耦合振動問題的研究.PDF
展開 ANSYS workbench 葉片靜力學分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習葉片三維模型的處理
2、學習靜力學分析步的建立
3、學習靜力學分析的邊界條件的施加
4、學習靜力學分析的載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 葉片靜力學分析。
本案例完整得提供了分析相關所有的分析文件。
?
ANSYS workbench 飛機葉片模態分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習飛機葉片三維模型的處理
2、學習模態分析步的建立
3、學習模態分析的邊界條件的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 飛機葉片模態分析。
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ANSYS workbench 葉片模態分析 ￥10
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1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
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Ansys案例研究 | 無人機葉片靜態分析
在本例中，我們將研究無人機葉片在壓力載荷下的結構完整性。
目標
觀察無人機葉片在壓力載荷下的變形和應力。
步驟
1. 打開 Ansys Workbench，創建一個"靜態結構分析"系統。
2. 定義材料屬性。從本示例提供的 .xml 文件中導入聚碳酸酯的屬性，此處使用該材料僅用于演示目的，但應使用適當的材料屬性。
3. 導入模型，其外觀將如圖 1 所示。
圖 1. 典型的無人機葉片
4. 將材料分配給幾何體。
5. 在葉片中心施加固定約束，如圖 2 所示。
圖 2. 固定約束
6. 施加 0.01MPa 的壓力，如圖 3 所示。
圖 3. 壓力載荷
7. 使用 5mm 的單元尺寸對模型進行網格劃分，然后求解分析。變形和應力云圖如圖 4 所示。
圖 4：總變形和應力云圖
總結
本示例展示了無人機葉片在壓力載荷下產生的變形和應力，可以將其與材料的許用值進行校核，以判斷葉片是否能承受該載荷。
【點擊下方查看案例視頻】
展開 4/26 Ansys電子散熱風扇葉片優化
時間
2022年4月26日（周二）16:00-17:00
費用
免費
講師簡介
周小俠|Ansys
Ansys中國CPS團隊高級應用工程師。負責芯片封裝系統相關產品的支持和研究工作。本碩就讀于電子科技大學電磁場專業。先后就職于長虹、CST China，摩托羅拉和思科，分別從事雷達天線設計、電磁場仿真軟件支持、基站PA設計和交換機EMC仿真工作。
點擊報名：https://v.ansys.com.cn/Live/ywUPKq4G?source=jishulink
ANSYS BladeModeler 渦輪機械葉片設計
ANSYS BladeModeler強調了它在渦輪機械葉片設計領域的強大優勢。它能在短時間內設計出形狀復雜的葉片，或對已有的葉片幾何進行修改。它內置各種工業常用的葉片模版，方便用戶調用。ANSYS BladeModeler用戶界面友好，整個過程自動化，葉片的三維視圖，S1及S2流面圖等多種視圖完整而豐富。 ANSYS BladeModeler還可以直接讀入幾何模型進行修改。用戶可以通過拖動流線上控制點等方式對葉片形狀進行三維的方便修改，修改的結果立即直觀地呈現在屏幕上。ANSYS BladeModeler生成的幾何文件可以輸出至流體和結構分析軟件進行網格劃分和數值計算。
特色功能：
將葉片設計專家豐富的設計分析經驗融入友好的圖形化界面
能直接創建新的葉片幾何模型，也能對已有的模型進行修改
內置模版豐富，幾乎可以設計所有的軸流,徑流,混流式透平機械的靜動葉片.前緣，尾緣,葉根葉尖間隙,大小葉片的處理都極為方便
各種葉片視圖完整而豐富
壓力面，吸力面的獨立設計
子午流線的任意定義
前緣，尾緣的交互式改變
與CAD軟件及CFD軟件的良好接口實現了葉片設計,加工,分析一體化
支持Workbench集成
典型應用：
水泵葉片設計
透平機械靜動葉片及流體通道設計
多級發電機組葉片設計
艦船螺旋推進器葉片設計分析
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