轴流压缩机动叶片模态分析方法研究

随着轴流压缩机市场的壮大及性能参数的不断提升，对轴流压缩机的设计制造也提出了更高的要求.其中尤为重要的是轴流压缩机叶片作为轴流压缩机最核心的零部件，其可靠性直接影响着整机的性能参数口-2]。为了保证叶片的可靠性，在设计阶段需要重点考虑的是动叶的固有频率要避开激励源的频率，以免发生共振破坏。为了保证叶片满足频率校核规范，在设计阶段 ，首先需要建立叶片的三维模型.通过有限元计算得出叶片固有频率的理论值，若计算不合格，则需要修改叶型等参数，直到核算通过。对加工后的叶片则必须用试验的方法，测试出叶片的各阶模态并符合频率校核要求t3]。

本文选取某轴流压缩机的第 1级动叶片为研究对象.通过有限元方法对其进行仿真分析，然后对于加工后的叶片进行试验测试，分别提取出叶片的前1O阶固有频率及模态振型，根据试验得出的固有频率值及模态振型来验证有限元仿真得出的结果。

1 叶片的有限元计算本文采用SolidWorks三维造型软件建立轴流收稿 日期 ：2013-06-07 修回日期：2013-06-24压缩机叶片的三维实体模型。然后将三维实体模型导入ANSYS软件，进行有限元网格划分，叶片的有限元模型如图 1所示。

图 1 叶片有限元模 型Fig.1 Blade finite element model输人材料的弹f生模量为228GPa，泊松比为 0.3，密度为7850kg/m 。计算结果见表 l，振型图见图2。

表 1叶片固有频率计算值Tab.1 Calculated value of blade natural frequency阶次 固有频率/Hz3 3 7 3 1 5 3 8 4 3 n n 9 3 9 9 O 1 2 4 4 O 2 5 7 9 6 5 1 84 9 1 l 2 3 4 5 562 农业装备与车辆工程 2013年2)变量：组态项 目中使用的变量均为全局变量，它们带有 PLC链接，在 PLC上 占据-个定义的存储器地址。从OP与PLC上都可以对其进行读与写访问。各输入域就对应于不同的全局变量，通过 OP上的按键输入可以更改这些参数变量从而无须修改PLC程序就能对控制流程进行调整。

3)功能：组态项目对 OP上的 17个功能键进行了组态。其中 13个用于通过 OP对系统装置进行手动操作，4个用于不同画面间的切换。手动操作的实现方法是先在 OP中定义全局变量，然后由功能键激发，在 PLC中对这些变量，占据的地址进行逻辑操作，最后把操作结果输出到系统装置，同时反馈到 OP中显示。

5 试验及结果以某汽车空调压缩机生产厂为测验结果。按照目前的生产能力.每个检测人员平均每天需要完成近 300台的检测量，参见表 1。

表 1汽车空调测试系统使用前后的检测结果比较Tab.1 Comparison of test results bMore and after usingautomobile air conditioner de1ecti0n syem使用状态 El检测量 需检测人员数 平均检测时间 产品返修率本文通过对汽车空调测试系统使用前后的检测结果比较，对比该系统的使用结果。试验结果表明.该系统能够从实质上提升汽车空调压缩机生产厂的检测效率。

6 结束语该系统己经在某汽车空调压缩机厂投入正式使用。使用结果表明，每台压缩机的平均测试时间由原来的 2min缩短到了55s.从而大大提高了测试速度，满足了生产需要，同时也保证了压缩机的质量降低了测试人员的劳动强度。