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变转速工业汽轮机叶片叶冠设计研究

隋永枫  魏佳明  蓝吉兵  初鹏  周灵敏  朱子奇  余沛坰  
【摘要】:以某型变转速工业汽轮机低压级叶片为研究对象,对叶冠进行结构设计。根据叶冠的特点建立了参数化模型,以啮合角和冠形角为设计变量,确定了叶冠局部等效应力最小和叶冠质量最轻为目标函数。通过采用基于Kriging响应面的遗传算法优化出2组尺寸方案。对比了采用的2组方案,叶片在工作转速范围内叶冠的接触状态和接触应力对叶冠阻尼效果的影响。同时对2组方案叶片进行谐响应分析,得到叶身振动应力分布。综上筛选出方案1为最优方案,其相较原始模型,叶冠最大局部应力降低25.1%,质量增加2.2%,改善了70%转速下叶冠接触状态,且叶身振动应力降低6.6%。该研究结果可以指导变转速工业汽轮机叶片的叶冠设计。

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