葉片的案例
GE加快燃氣輪機渦輪葉片修復，已完成了第2代葉片研制
而在完成該葉片故障是否會影響9FB和HA級燃機組件的根本原因分析之前，HA級重型燃機已經出貨。”
但GE公司拒絕提供有關2015年葉片斷裂或使用限制的更多詳細信息，并表示其中一些信息是專有的。
GE公司還告訴路透社：“我們正在執行我們為葉片問題制定的解決方案，來自客戶的反饋是積極的，他們繼續選擇HA級重型燃機，它仍然是當今世界發展最快的先進重型燃氣輪機機組。”
據一位知情人士透露，GE公司正在為大約50臺9FB和52臺HA重型燃機安裝新的葉片，低于它開始擔憂的130多臺的預計。
路透社此前報道稱，GE公司在2015年發現了一個氧化問題而不是破裂，并在德克薩斯州電廠事故之前就制定了修復方案。
不過縮減對最新HA級燃氣輪機的使用將減少相關電廠的收入和利潤。日本中部電力公司表示，去年10月，它有6臺機組受到了渦輪葉片問題的影響。該公司的一位發言人表示，它已經限制了HA燃氣輪機的使用時間，雖然帶來了一定的財務影響，但預計仍擁有“足夠的儲備能力來產生足夠的電力來滿足今年冬季的需求”。他還表示，預計維修工作將在今年2月底完成。總部位于美國的PSEG Power和Exelon拒絕評論限制使用將如何影響他們的。
GE繼續在大型發電廠的低迷市場上銷售著最新的HA級重型燃機，盡管在最近幾個季度，它已經落到了競爭對手三菱日立動力系統和西門子公司的后面，但GE已表示上個月又拿到了三臺大型燃機的訂單。
GE公司還表示這種葉片故障的“磨合問題”在新技術應用中并不少見，只需要“小幅調整”就能解決，而GE將撥出4.8億美元用于該葉片問題的維修和保修索賠。
GE電力管理人員MarcusScholz和Tom Dreisbach介紹了GE最新的燃氣輪機技術。
展開 amesim葉片泵仿真：高壓變量葉片泵的綜合仿真模型
今天我們聊聊變量葉片泵的Amesim仿真。
這篇文章有如下幾個重點內容：
1、用解析法和數值法描述了高壓變量葉片泵的幾何形狀，并考慮了不同的泄漏狀態。
2、同時基于Amesim的庫文件建立了仿真模型，對其關鍵性能參數進行了評價。
3、利用有限元分析確定了配流盤的變形量，以便于糾正當前的軸向間隙。
4、采用CFD方法對排量控制閥門的流量系數進行了計算分析。
5、通過實驗驗證了該模型的穩態特性和位移控制動力學特性。
對以上任意一點感興趣的都可以翻看原文“COMPREHENSIVE SIMULATION MODEL OF A HIGH PRESSURE VARIABLE DISPLACEMENT VANE PUMP FOR INDUSTRIAL APPLICATIONS”。
非平衡轉子葉片泵是一種結構最緊湊的變量泵，廣泛應用于流體動力系統中。
在AMESim建立的模型中，泵被離散化為單個具有均質特性的控制體積，這是比較流行的操作方法，因為它只需要很少的計算時間即可，而且還可以用于系統級分析。不過，AMESim仿真的結果還需要通過實際的樣機測試來校準一些系數。與此同時，最詳細的方法是用計算流體動力學(CFD)來表示。但是，它需要非常高的CPU資源。
該文章提出了一種詳細的高壓變量葉片泵參數模型。該模型集成了三維有限元和CFD模擬的具體結果。其中最重要的結果是配流盤的彈性變形對軸向間隙補償的影響。一旦通過試驗驗證，該模型可作為泵的設計和優化階段的工具。
這里研究的組件是葉片泵，最大排量為48.8cc/rev，最大工作壓力為210 bar。在圖1中顯示了泵芯的截面視圖。該裝置提供了11個葉片，擁有11個外部(主要)可變容腔。
展開 航空發動機寬弦空心風扇葉片制造研究綜述
而近幾十年來復合材料行業蓬勃發展，自 1995 年來，美國通用電氣(GE) 公司、英國羅-羅公司與法國斯奈克瑪公司的復合材料風扇葉片相繼問世，復合材料風扇葉片的應用可以進一步提高發動機的減重率，改善葉片疲勞強度、損傷容限等，目前歐盟正在開發未來發動機可使用的混合材料-鈦合金/復合材料智能風扇葉片。而國內針對復合材料風扇葉片的制造研究尚處在摸索階段，主要對于制造過程中的鋪疊參數或是纖維預制體的參數、固化參數等的各項參數邊界控制的認知。
鈦合金風扇葉片制造技術與復合材料風扇葉片制造技術的發展將相互促進。鈦合金風扇葉片在一定條件下會因為強度不足造成葉片疲勞斷裂，復合材料風扇葉片耐沖擊性能、耐摩擦性能薄弱，容易受到意外外來物體的影響和損壞，裂紋擴展迅速從而影響整個發動機的服役性能，金 屬材料裂紋擴展的延緩性相較于復合材料仍是一大優勢。此外，復合材料仍存在著腐蝕問題，其環保回收仍然是一個挑戰，還應當針對復合材料風扇葉片開展大量工藝、材料試驗。未來鈦合金風扇葉片仍是軍用航空領域風扇葉片的主流方案。
鈦合金寬弦空心風扇葉片是典型的空心加強結構零件，要求具備完整的空心減重結構及準確的外部氣動掠形結構，成形工藝復雜，其制造 綜合運用了擴散連接/熱成形以及數控加工、無損檢測等組合工藝技術，此種組合成形工藝技術可以充分發揮鈦合金成形復雜構件控形、控性的優勢。高強度高疲勞性能的結構及其穩定可控的制造等是新一代鈦合金寬弦空心風扇葉片的迫切需求。但是超塑成形/擴散連接（SPF/DB）工藝仍存在葉片內部變形不可控、超塑過程變形量過大、設計不確定性因素多等缺點，尋找一種新型結構鈦合金寬弦空心風扇葉片及其成形技術成為了所有航空企業主要探索的領域之一。
展開 航空發動機葉片裂紋擴展規律數值模擬研究
摘要:
基于有限元分析軟件ABAQUS 聯合裂紋分析軟件Franc3D,開展了葉片裂紋擴展影響研究。建立壓氣機葉片有限元模型和裂紋擴展模型,發現葉片在振動載荷下的應力分布規律和不同裂紋位置、不同前緣形狀、不同初始角度的葉片裂紋擴展規律。葉片背部裂紋擴展速率快于葉片前緣和后緣;初始裂紋前緣形狀對葉片表面裂紋方向的擴展基本無影響,但對裂紋深度方向擴展存在明顯影響;葉片初始裂紋方向與緣板面夾角越小,則裂紋擴展速率越快,且其他方向裂紋隨著擴展會逐漸向緣板面方向偏轉。
關鍵詞:
航空發動機;葉片;振動激勵;裂紋擴展;數值模擬
——本文摘自：《兵器裝備工程學報》
1 引言
壓氣機葉片作為航空發動機的關鍵零部件,其可靠性直接影響航空發動機的安全。壓氣機通過高速旋轉的葉片壓縮空氣,為燃燒室提供足量的氧氣供給,為發動機賦予了更大功率的輸出,但壓氣機位于發動機通風道入口附近,其葉片易收到外物損傷[1 -2] 、腐蝕和復雜工況的風險,疲勞裂紋是其主要失效形式[3 -4] 。
模擬仿真是研究航空發動機葉片疲勞性能的重要手段。
Poursaeid 等[5] 通過有限元分析軟件ANSYS 對葉片輪盤系統的動力學分析,得出葉片第一和第二固有頻率模式下的共振是導致葉片疲勞斷裂的主要原因。Duó 等[6] 采用有限元方法模擬了外物損傷整個過程,并將計算得到的殘余應力場分布與兩種實驗觀測結果進行了對比驗證。Salehnasab 等[7] 基于ABAQUS 和ZENCRACK 斷裂力學程序預測葉片疲勞裂紋擴展。Liu 等[8] 對離心壓縮機葉輪葉片進行了氣動載荷和離心載荷耦合的有限元分析,得到了葉片疲勞壽命預測結果。卜嘉利等[9] 基于ABAQUS 有限元分析軟件研究了某型發動機風扇轉子葉片在室溫下的疲勞性能。
展開 
基于計算流體動力學仿真的離心式人工心臟泵葉片參數優化
Kannojiya V.等從葉片形狀、葉片數量、葉片尾緣厚度以及是否設計分流葉片四個方面進行了研究，探究了不同結構的離心式人工心臟泵內剪切應力的分布情況。Mozafari S.等針對葉片數量、葉片出口角以及葉片出口寬度三個參數，設計了15個不同結構的離心泵，通過仿真研究了各參數對泵性能和溶血的影響。Wiegmann L.等分析了葉片與泵室的間隙、葉片數量以及閉式和半開式的葉輪結構，發現剪切應力與較大的間隙和較多的葉片數量有關，流動停滯區和回流區的范圍隨著葉片數量的減少和半開式葉輪的設計而減小，但隨著間隙減小而增大。Curtas A.R.等仿真研究了葉片曲率、開式葉輪和半開式葉輪以及葉片出口寬度這三個參數對泵內剪切應力、泵效率的影響。Silvia B.等研究了兩種不同葉片數（6片、12片）的磁懸浮離心泵性能，結果表明，6個葉片泵具有較小的停滯區域、較低的應力水平和較高的應變速率，降低了血栓形成的可能性，而12個葉片的泵在高流速下有更穩定的性能。Wannawat P.等設計了前彎式、后彎式以及直葉片三種類型的葉輪，通過仿真以及實驗發現，后彎式葉輪產生的剪切力最小，更適合應用于人工心臟泵。陳松松設計了葉片數分別為5、6、7的人工心臟泵，分析了葉片數對人工心臟泵的水力特性及溶血性能的影響。當葉片數為6時，泵內血液流動最佳，所受切應力最小，效率最高。壽宸等設計了直線型葉片、偏轉直葉片、圓弧葉片、對數螺旋葉片的四種人工心臟泵，通過仿真實驗對比分析發現，對數螺旋葉片人工心臟泵產生的溶血值低于其他三種人工心臟泵。胡婉倩等研究了流量和葉片出口寬度對離心式人工心臟泵溶血的影響，通過仿真對泵內的剪切應力進行了分析，同時對溶血值進行了預測。
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 無人機葉片顫振的詳細介紹及流固耦合仿真分析講解（含105講視頻教程）
什么是無人機葉片的顫振
葉片顫振屬于流體誘發振動現象，是葉片振動的一種形式。具體而言，彈性體的葉片在氣動力作用下形成的氣彈耦合的自激振動，稱為顫振。隨著無人機葉片性能的不斷提高，氣動極限負荷增大，葉片往往設計得薄而長，剛性下降，這導致葉片顫振發作的幾率增多。
無人機葉片顫振的影響
葉片顫振一旦發作，會產生大振幅的劇烈振動，這種振動對葉片的影響主要有以下幾個方面：
疲勞損壞：大振幅的振動會使葉片在短時間內裂斷，這是葉片顫振最直接也是最嚴重的后果。顫振疲勞雖然發生的頻率可能不高，但其危害性極大。
性能下降：顫振會影響葉片的正常工作狀態，導致機械的整體性能下降，甚至可能引發更嚴重的故障。
安全隱患：葉片顫振可能引發嚴重的安全事故，對人員和財產造成巨大損失。
無人機葉片顫振的仿真方法
葉片顫振的仿真分析是理解和預測葉片顫振行為的重要手段，主要包括以下幾種方法：
瞬態動力學分析：瞬態動力學分析是研究葉片顫振機理和發展過程的基礎。通過分析葉片在氣動力和慣性力作用下的瞬態響應，可以揭示顫振的產生和發展過程。將葉片流場的瞬態仿真與葉片結構的瞬態仿真進行耦合，通過迭代計算得到葉片的顫振響應。
模態分析：模態分析是獲取葉片固有頻率和振型的重要手段。通過模態分析，可以了解葉片在不同頻率下的振動特性，為顫振分析提供基礎數據。在顫振分析中，模態分析通常用于驗證流體與結構耦合的合理性，并作為諧響應分析的基礎。
諧響應分析：諧響應分析是研究葉片在正弦激勵下的振動響應。通過諧響應分析，可以預測葉片在特定頻率下的振動幅值，從而評估葉片的顫振風險。在模態分析的基礎上，設置位移或載荷幅值及掃頻范圍，計算得到葉片結構的幅頻圖，從而分析葉片的顫振特性。
雙向流固耦合分析：雙向流固耦合分析是一種將流體與固體模塊相互迭代傳遞數據的耦合方法。
展開 Workbench fluent風力發電機組葉片流場及溫度場仿真，附詳解視頻及原模型 ￥96
平面切割：選擇選項卡中的切割工具，以塔筒底部或葉片根部為參考平面進行切割，斷開幾何體的連接。此步驟確保后續旋轉操作僅作用于葉片部分。通過“Move”工具中的“Rotate”功能調整葉片至停機狀態（一個葉片朝下）。該軟件需要單獨學習操作的，可以關注作者的其他課程。
合并幾何體：使用“Combine”功能將旋轉后的葉片與塔筒合并為單一部件，避免后續分析中出現接觸面不連續問題。使用“Repair”工具修復模型中的微小縫隙或重疊面，確保幾何封閉性。對于復雜曲面（如葉片翼型），可通過“Simplify”功能減少局部細節，提升網格生成效率。
1.2 流體域抽取
創建外部流體域：在SpaceClaim中，選擇“準備”選項卡，使用“外殼”工具沿風機周圍生成長方體流體域，可以鍵盤上直接輸入數值。建議尺寸為風機幾何的20-30倍。拉伸操作時勾選“No Merge”選項，避免流體域與固體區域自動合并，確保后續邊界條件獨立設置。
右鍵單擊塔筒或葉片，選擇抑制固體區域，僅保留流體域。檢查流體域是否完全包裹風機，避免干涉。關閉幾何處理模塊。
流體計算前處理
2. 網格劃分與命名選擇
2.1 網格參數設置
雙擊mesh進入網格劃分模塊，先進行全局網格控制，進入ANSYS Fluent Meshing模塊，設置全局最大尺寸為5000 mm。
局部加密葉片表面網格：添加“Face Sizing”，設置尺寸為300 mm。若存在負體積網格，需調整局部尺寸或重新劃分。
展開 航空發動機葉片斷裂機理
隨著數控機床的出現，葉片制造工藝發生重大變化，采用精密數控加工技術加工的葉片精度高，制造周期短，國內一般6～12個月（半精加工）；國外一般3~6個月（無余量加工）。
精密數控加工技術加工葉片。鑄造高溫合金葉片。葉片材料。半個多世紀來，鑄造渦輪葉片的承溫能力從1940s年代的750℃左右提高到1990s年代的1700℃左右，應該說，這一巨大成就是葉片合金、鑄造工藝、葉片設計和加工以及表面涂層各方面共同發展所做出的共同貢獻。
鑄造高溫合金葉片。制造技術。研制新型航空發動機是鑄造高溫合金發展的強大動力，而熔鑄工藝的不斷進步則是鑄造高溫臺金發展的堅強后盾。回顧過去的半個世紀，對于高溫合金發展起著重要作用的熔鑄工藝的革新有許多，而其中三個事件最為重要：真空熔煉技術的發明、熔模鑄造工藝的發展和定向凝固技術的崛起。
葉片熔鑄加工。真空熔煉技術。真空熔煉可顯著降低高溫合盒中有害于力學性能的雜質和氣體含量，而且可以精確控制合金成分。使合金性能穩定。
熔模鑄造工藝。國內外熔模鑄造技術的發展使鑄造葉片不斷進步，從最初的實心葉片到空心葉片，從有加工余量葉片到無余量葉片，再到定向（單晶）空心無余量葉片，葉片的外形和內腔也越來越復雜；空心氣冷葉片的出現既減輕了葉片重量，又提高了葉片的承溫能力。
熔模鑄造渦輪葉片。美國Howmet公司等用于細晶鑄造制造葉片等轉動件，常用合金為：In792、Mar-M247和In713C合金；導向葉片等靜止件則多用IN718C、PWA1472、Rene220、及R55合金。1990s年代之后，為滿足新型發動機之需要，計算機數值模擬在合金成分設計和鑄造工藝過程中的應用日趨增多。
超塑性成形鈦合金葉片。葉片材料。
展開 航空發動機葉片測量新技術
來源：中國航空新聞網作者：
葉片作為發動機的相關重要部件之一，其在航空發動機制造中所占比重約為30%。由于葉片形狀復雜、尺寸跨度大（長度從20mm~800mm）、受力惡劣、承載最大，且在高溫、高壓和高轉速的工況下運轉，使得發動機的性能在很大程度上取決于葉片型面的設計制造水平。為滿足發動機高性能、可靠性及壽命的要求，葉片通常選用合金化程度很高的鈦合金、高溫合金等材料制成；同時由于葉片空氣動力學特性的要求，葉型必須具有精確的尺寸、準確的形狀和嚴格的表面完整性。隨著航空發動機性能要求越來越高，各大主機生產廠對葉片加工精度要求也越來越高。目前，航空發動機的葉片制造方法主要有電解加工、銑削加工、精密鍛造、精密鑄造等。其中，數控銑削加工由于加工精度高、切削穩定、工藝成熟度高等優點而被廣泛應用。然而由于葉片零件壁薄、葉身扭曲大、型面復雜，容易產生變形，嚴重影響了葉片的加工精度和表面質量。如何嚴格控制葉片的加工誤差，保證良好的型面精度，成為檢測工作關注的重點。葉片型面是基于葉型按照一定積累疊加規律形成的空間曲面，由于葉片形狀復雜特殊、尺寸眾多、公差要求嚴格，所以葉片型線的參數沒有固定的規律，葉片型面的復雜性和多樣性使葉片的測量變得較為困難。傳統的檢測方法無法科學地指導葉片的生產加工，隨著汽輪機、燃氣機等制造業的發展，要求發動機不斷更新換代，提高發動機的安全性和可靠性；先進技術的體現在于葉片的改進與創新，從而必須提高葉片制造技術水平，同時要求葉片加工測量實現數字化，體現其精準度，精確給出葉片各點實際數值與葉片理論設計的誤差。且隨著我國航空發動機制造企業的迅猛發展，發動機葉片數量大、種類多，檢測技術面臨著前所未有的機遇和挑戰。
目前，在國內的葉片檢測過程中，傳統的標準樣板測量手段仍占主導地位，效率低下、發展緩慢，嚴重制約著設計、制造和檢測的一體化進程。
展開 航空發動機葉片測量新技術
導讀：葉片作為發動機的相關重要部件之一，其在航空發動機制造中所占比重約為30%。由于葉片形狀復雜、尺寸跨度大、受力惡劣、承載最大，且在高溫、高壓和高轉速的工況下運轉， 使得發動機的性能在很大程度上取決于葉片型面的設計制造水平。
為滿足發動機高性能、可靠性及壽命的要求， 葉片通常選用合金化程度很高的鈦合金、高溫合金等材料制成；同時由于葉片空氣動力學特性的要求，葉型必須具有精確的尺寸、準確的形狀和嚴格的表面完整性。隨著航空發動機性能要求越來越高，各大主機生產廠對葉片加工精度要求也越來越高。
目前，航空發動機的葉片制造方法主要有電解加工、銑削加工、精密鍛造、精密鑄造等。其中，數控銑削加工由于加工精度高、切削穩定、工藝成熟度高等優點而被廣泛應用。然而由于葉片零件壁薄、葉身扭曲大、型面復雜，容易產生變形，嚴重影響了葉片的加工精度和表面質量。如何嚴格控制葉片的加工誤差，保證良好的型面精度，成為檢測工作關注的重點。葉片型面是基于葉型按照一定積累疊加規律形成的空間曲面，由于葉片形狀復雜特殊、尺寸眾多、公差要求嚴格，所以葉片型線的參數沒有固定的規律， 葉片型面的復雜性和多樣性使葉片的測量變得較為困難。傳統的檢測方法無法科學地指導葉片的生產加工，隨著燃氣輪機等制造業的發展，要求發動機不斷更新換代，提高發動機的安全性和可靠性；先進技術的體現在于葉片的改進與創新，從而必須提高葉片制造技術水平，同時要求葉片加工測量實現數字化，體現其精準度，精確給出葉片各點實際數值與葉片理論設計的誤差。且隨著我國航空發動機制造企業的迅猛發展，發動機葉片數量大、種類多，檢測技術面臨著前所未有的機遇和挑戰。
展開 
AIBlade —— 智能化葉片設計軟件
AIBlade是南京天洑軟件有限公司自主研發的智能化葉片設計軟件。AIBlade提供了葉片設計、葉片擬合、葉型數據庫、數據轉換等多種葉片相關功能。主要針對葉輪機械在設計、分析以及優化過程中，遇到的各類葉片造型、葉片擬合以及各類系統間的幾何數據轉換、網格數據轉換的相關問題，提供了一整套的解決方案。Artificial Intelligence Blade智能葉片設計，旨在幫助用戶進行快速、準確的葉片設計，同時針對已有數模進行快速的葉片擬合和相關數據轉換。
圖1. 1 軟件模塊界面
主要功能及優勢
一、軟件簡介
1.1 軟件用途簡介
圖1. 2 AIBlade軟件功能界面
AIBlade能根據葉片設計參數以不同的葉片造型算法自動生成葉片的三維模型，提供中弧線+厚度分部的造型方法，同時軟件集成了豐富的葉型數據庫，可以自動的進行數據選擇和葉片造型；葉片擬合功能可以針對讀入的各類CAD數據，進行快速的、自動化的全參數化擬合，在葉片的改型設計中起到重要的作用。
系統平臺中輸出的幾何數據（IGES、STEP格式）可以很好的兼容不同商業化軟件中的幾何數據要求。使得最終用戶從繁瑣、枯燥、大量的重復勞動中解放出來，把精力集中在創造性的設計思路、經驗判斷以及具體系統方案設計的高級工作中。
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 軸流通風機葉片模態仿真及其對氣動噪聲的影響
(1) 一階振動頻率為61.5Hz,葉片表現為沿徑向扭擺，變形最大位置在葉根處， 整個葉輪振型表現為1、3葉片擺動時，2、4不動,1、3葉片反向扭擺。
(2) 二階振動頻率為62Hz，葉片表現為沿徑向線扭擺，變形最大位置在葉根處， 整個葉輪振型表現為1、3葉片向前扭擺，2、4葉片向后扭擺。
(3) 三階振動頻率為62.5Hz,葉片表現為沿徑向線扭擺，變形最大位置在葉根 處,整個葉輪振型表現為4個葉片以相同形式同向扭擺。
(4) 四階振動頻率為80.3H z,葉片仍然表現為沿徑向線扭擺，但葉片型面上有 彎曲現象出現，彎曲最大現象出現在較大葉片半徑處，整個葉輪振型表現為 1、3 葉片向前扭擺，2、4葉片向后扭擺。
(5) 五階振動頻率為80.5H z,葉片表現為沿徑向線扭擺，葉片型面上有彎曲現 象出現，彎曲最大現象出現在較大葉片半徑處，整個葉輪振型表現為1、3葉片反向 扭擺,2、4不動。
(6) 六階振動頻率為87.6H z,葉片表現為沿徑向線扭擺，葉片型面上有彎曲現 象出現，彎曲最大現象出現在較大葉片半徑處，整個葉輪振型表現為4個葉片以相 同形式同向扭擺。
(7) 七階振動頻率為152.2Hz,1、3葉片的運動形式以葉片型面上的彎曲波為 主，彎曲波有兩條節線，且彎曲波最嚴重發生在葉片外周處，1、3葉片運動形式相差 180°相位;2、4葉片基本不動，但在前掠的葉尖處有少量翹曲；對面的葉片變化相位 差 180°。
(8) 八階振動頻率為152.6Hz，葉片表現4個葉片型面上都出現彎曲波，且整個 葉輪相對的兩個葉片振動情況相同，而相鄰的葉片振動情況相差180°相位。
展開 Bezier曲線設計渦輪葉片造型與CFD驗證解析
Bezier曲線設計渦輪葉片造型與CFD驗證解析
賀 恒
(廣東博智林機器人有限公司，廣東 佛山 528000)
摘 要：通過選取某尺寸的渦輪和流量值作為案例,解析了運用Bezier曲線設計渦輪葉片造型的過程，進行了計算流體動力學(computational fluid dynamics,CFD)驗證，得到渦輪機械性能預測曲線，驗證了渦輪葉片造型設計。
關鍵詞：Bezier曲線;渦輪葉片造型設計;CFD水力性能驗證;機械性能預測曲線
0 引 言
由于工業市場的日益繁榮，渦輪因其獨特的優越性，在各行各業的應用越來越普遍。然而，傳統的渦輪葉片設計效率低且不能完全滿足實際渦輪的性能需求。在葉片設計過程中，進、出口角度通常是給定的定值，所以要求選取的曲線需要確保在起始點和終點的一階導數，Bezier曲線正好能夠滿足這個要求。本文選取Bezier曲線設計渦輪葉片造型，使用FLUENT進行CFD驗證分析[1-6]，提出了渦輪性能曲線相似轉換。一方面，四階Bezier曲線計算得到的葉片型線坐標精確度高，CFD分析可以對設計的型線進行校驗分析，直到型線設計滿足要求為止。另一方面，CFD數值模擬技術具有成本低、設計周期短的優勢，在很大程度上彌補了傳統流體動力學實驗的劣勢。同時，相似轉換計算的提出，只需要計算一種流量下的渦輪葉片性能參數，就能直接計算出其他不同流量下的性能參數。這種方法的綜合運用可以大大減少CFD分析的計算量，提高渦輪葉片設計的效率。
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