高炉煤气余压发电透平(TRT)是利用炼钢高炉炉顶废气所具有的压力能及热能进行发电的机械装置。叶片是TRT装置的关键部件，常因工作时的振动导致疲劳破坏。针对某企业亟待解决TRT叶片的有效减振问题，本文设计了TRT叶片的阻尼结构并对其进行了力学特性的分析和研究。
首先，根据TRT叶片的结构特点、安装情况和使用环境等，利用干摩擦减振机理，设计了TRT叶片的阻尼结构:在叶根周向面接近榫齿处开槽并填入阻尼材料的阻尼结构。针对这种阻尼形式设计了两种槽型结构:矩形槽阻尼结构和梯形槽阻尼结构。对每种槽型的槽高、槽深和槽宽的合理尺寸进行了分析计算，在保证槽高和槽深尺寸不变的前提下，对三种不同槽宽尺寸的阻尼结构进行了力学性能的分析、对比，确定了最优尺寸。阻尼块是由泡沫铝复合材料制备而成，同时具备高阻尼、高强度、耐高温、抗腐蚀等优良性能，能够适应TRT的恶劣工作环境，满足使用要求。
其次，利用有限元分析软件对原叶片及阻尼叶片分别进行了静力学、模态以及瞬态动力学分析，得出叶片应力、应变的分布规律和固有频率方面的特性及其变化规律。对两种槽型的阻尼叶片在各自三种尺寸方案下的静态性能分别进行了分析计算，并与原叶片进行了对比，结果表明:三种方案的阻尼叶片均能满足静强度要求，频率依次有所下降，应力集中现象有所缓解。对两种槽型中静态性能最优的方案进行了减振效果的验证，结果表明:两种槽型阻尼叶片最优方案均能有效地减小叶片的动应力，实现叶片减振。
最后，对两种槽型的阻尼叶片在最优方案下的应力、应变以及频率等特性进行了综合对比分析，结果表明:矩形槽最优阻尼叶片的固有频率能更好地避开激励频率，矩形槽阻尼叶片在动应力上的最大和最小减小率分别比梯形槽阻尼叶片高出15.2％和28.1％。矩形槽最优阻尼叶片能更有效地降叶片的动应力，从而能有效地减小叶片的振动破坏。
- 作 者：
- 袁艳
- 学科专业：
- 机械制造及其自动化
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 西安理工大学
- 导师姓名：
- 李德信
- 学位年度：
- 2013
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
