摘要：在燃气轮机高压涡轮叶片上安装缘板阻尼结构可以有效降低叶片振动应力,为了掌握叶片振动特性,进而指导阻尼结构设计,以某船用燃气轮机高压涡轮转子为研究对象,开展带缘板阻尼叶盘系统高速旋转激振试验。设计了缘板阻尼结构形式,开发了雾化油滴喷液激振试验系统;同时,模拟常温环境下的叶片工作载荷,结合试验数据分析获取叶片安装阻尼器前后的动应力变化情况。试验结果表明:所设计的试验系统能够很好地模拟叶片弯曲和扭转共振状态;无阻尼激振试验获取的叶片模态参数与理论计算值相当,试验结果验证了理论计算方法的准确性;安装缘板阻尼器后叶片弯曲振动应力下降明显,存在最优阻尼参数使减振效果最佳;根据叶片幅频响应曲线可以看出,缘板阻尼器使叶片非线性力学特征增强,出现叶片振动能量相互传递的现象。

摘要：为了提高船用燃气轮机进口燃气压力和温度,涡轮冷却空气应当具备更大的压力来满足叶片表面气膜冷却的需求。本文优化现有的预旋系统,通过在供气孔入口布置增压叶轮,减少气流经预旋喷嘴射入盘腔和经盘腔进入供气孔的突扩损失。运用数值计算的方法对预旋系统模型进行研究,所采用的计算模型和冷吹实验与1.0设计工况数据对比具有较好的精度。研究表明:增压预旋系统和常用预旋系统具有相似的流场结构,但预旋腔内形成的涡更小,有效抑制了气流在腔内的总压损失;在增压叶轮和结构改进的作用下,冷气相对总压提高2.90%,绝对总压提高4.59%,同时增压所产生的温升变化较小,提高了冷却空气的冷却能力。

摘要：为了提高涡轮叶片设计效率,搭建了基于一维管网理论的iSIGHT优化设计平台,获得了叶片的优化结构,并对其进行三维仿真计算分析。研究表明:优化前后叶片的气动性能变化不大,总压损失仅在端壁处略有差别;优化后涡轮叶片的壁面温度分布更加均匀,壁面的最高温度降低,温度梯度减小,最大相对温差降低10%左右;在降低叶片热应力的同时相对冷却效率提高1.0%。

摘要：在燃气轮机研制阶段,需要对零部件设计进行多次改进迭代。为解决传统加工方式周期长、成本高的问题,将增材制造技术应用于燃气轮机研制过程中。借助于金属3D打印设备,开展了燃气轮机关键部件增材制造成型研究;借助于非金属3D打印机,开展了燃气轮机模型的成型研究。结果显示,增材制造技术能够实现具有非常复杂几何结构的零部件的高效、快速成型,而不必借助额外的工装。将增材制造技术应用于燃气轮机研制过程有助于快速实现产品设计迭代,缩短研发周期、节约研制成本、提高产品性能,适应于先进高性能燃气轮机发展趋势。

摘要：某型燃气轮机圆柱滚子轴承在加速寿命试验时发生了外圈滚道承载区域疲劳剥落现象。为查明失效原因,针对轴承试验件开展了尺寸精度、径向游隙、滚动表面轮廓、材料化学成分、显微组织等9项检测工作,并复查了试验系统和设备的工装尺寸和加载头设计原理。经综合分析,判断轴承试验件的失效原因为:加载套内径尺寸偏小,且选用材料硬度偏低,在使用紧固螺栓拉紧固定时,加载套导致自身及试验轴承的椭圆变形,进而引起轴承外圈的提前疲劳剥落。上述分析工作准确地定位了轴承失效原因,改进试验系统,有力地保证了某型燃气轮机圆柱滚子轴承加速寿命试验的顺利开展。