[发明专利]通过检测叶片静位移实现检测叶片疲劳裂纹的方法

摘要

本发明涉及旋转机械\叶片检测技术领域，为实现对工作在高温、高压、高离心转速等的极端恶劣环境下叶片的健康状态进行检测，进行故障诊断，在叶片产生裂纹的早期实现裂纹叶片的辨识，本发明采取的技术方案是，通过检测叶片静位移实现检测叶片疲劳裂纹的方法，包括以下步骤：第一步，利用有限元分析软件Ansys1对转子叶片进行分析；第二步，在静态的情况下对叶片进行模态仿真；第三步，在Ansys软件中对叶片加载一定值的气动力分析其应力分布与变形；第四步，对带裂纹叶片建模；第五步，分析一定转速的特定深度的裂纹叶片的变形情况；第六步，比较正常叶片与添加裂纹后的叶片在工作状态下的振动曲线。本发明主要应用于叶片检测。

主权项

一种通过检测叶片静位移实现检测叶片疲劳裂纹的方法，其特征是，包括以下步骤：第一步，利用有限元分析软件Ansys1对转子叶片进行分析，对单个叶片进行建模，利用Pro/e软件建立单个叶片的结构模型，再将该模型导入Ansys中，对叶片模型进行网格划分，并对模型施加约束，得到的单个叶片有限元模型；第二步，在静态的情况下对叶片进行模态仿真，计算叶片的各阶共振频率和振型曲线。得到叶片的一阶弯振、一阶扭振和二阶弯振的振动的应力分布与振型曲线；对一定合理转速下工作状态中的叶片所受离心力和气动力进行分析，同样对转子进行有限元建模，计算得到叶片变形与应力分布结果；第三步，在Ansys软件中对叶片加载一定值的气动力分析其应力分布与变形；第四步，对带裂纹叶片建模，在之前所建立的叶片模型基础上，于其动应力最大位置叶根处添加一定宽度和深度的裂纹，对叶片的振动模型进行分析，得到一阶弯振的应力分布与振型曲线；第五步，分析在离心力作用下，一定转速的特定深度的裂纹叶片的变形情况，分析在气动载荷作用下，裂纹叶片的变形情况，气动载荷分布，得到裂纹叶片的有限元分析结果；第六步，比较正常叶片与添加裂纹后的叶片在工作状态下的振动曲线，分析不同深度裂纹叶片的叶尖周向位移，得到不同气动载荷作用下叶尖位移随叶片裂纹深度的变化情况，分析随着裂纹深度的增加，叶尖在气动载荷作用下的位移情况。