转子叶片的振动特性将直接影响发动机性能及发动机的可靠性和寿命。为正确评估发动机的的可靠性和寿命，需要进行动频、动应力测量试验分析转子叶片的动频、动应力。叶片振动测量系统(BVMS)用于非接触式高速旋转叶片振动、应变、裂纹等在线状态检测。转子叶片工作环境恶劣：高转速（12000 转/分）、大交变应力（频率：8000Hz，应力水平：400MPa）,给数据采集和分析提出了很高的要求，LMS-SCADSⅢ316 硬件和测量软件Signature Testing 解决了问题。为准确测量叶片在高频振动下的应力，为设计提供可靠性数据有着重要意义。

涡轮工作叶片的振动特性分析

本例以分析涡轮叶片的固有振动特性为主，忽略阻尼的作用，故为对无阻尼自由振动系统的分析研究。

涡轮工作叶片是燃气轮机中重要的零部件之一，在高温高压下，承受离心力和气动力,以及振动、腐蚀、氧化等作用，工作环境十分恶劣，因此叶片故障时有发生，约占燃气轮机事故的40％以上 ，造成的损失也往往占燃气轮机事故损失的一半左右。从这个意义上说，一台燃气轮机性能的好坏取决于叶片设计的合理与否。首先对叶片固有特性分析方法和振动响应分析方法进行了综合性评述。目前，通过加长叶片(增大流通面积)，和提高机组转速(增大叶片承受能力)来满足发电及各种动力装置容量的急速扩大，是可行且普遍的方法。这不仅导致叶片的工作应力增大，更为重要的是，还会导致叶片在其工作转速的范围内发生共振从而产生故障，高周疲劳的可靠性也因而降低。因此，对叶片的振动特性进行分析研究，以确保其在发动机工作转速范围内不发生共振并提高其高周疲劳的可靠性是非常重要的。研究叶片固有振动特性以排除叶片故障，提高可靠性，一直是燃气轮机设计、生产和使用中十分关注的问题。

风电机组控制系统是整个发电机组的核心，直接影响着整个发电系统的性能。节杂振动而难以分开，按其各种振型固有振动频率从低到离依次排列称为一阶、二阶、三阶、……振型。由于风电机组叶片受到阵风推力产生的轴向方向上的载荷巨大，风速的微小变化就会引起轴向力较大的变化，引起叶片在轴向方向上振动，所以设计合理的控制系统对叶片进行降载减振将降低叶片，轮毂以及其他相关部件载荷，对风电机组的运行寿命起着至关重要的作用。现有风电机组控制系统通过设置变桨机构，在风速过大的时候，变换桨叶角度来改变叶片处的空气入流角，减小叶片受到的轴向载荷，但是变桨动作所需要的扭矩巨大，同时叶片本身具有较大的转动惯量，作为变桨执行机构的低速大扭矩电机的响应时间延迟较大，不能及时的进行变桨动作，导致叶片轴向方向上振动过大，载荷过高，无法达到叶片所能承受的范围，影响叶片以及整个机组的性能和寿命，导致风电机组维护成本巨大。

在总结前人对叶片固有特性和振动响应分析方法的基础上,采用解析法和有限元方法相结合,准确预估和分析叶片固有特性,采用CFD应用软件FLUENT对叶片进行三维流场的模拟,在此基础上对叶片进行振动响应分析。本文的主要研究内容大致可以归为以下几个方面：(1)研究叶片振动的解析计算方法,在叶片扭向角不大的情况下,通过建立一些假设将叶片视为变截面梁,利用经典的梁弯曲和梁扭转理论计算叶片的振型和自振频率。叶片安装在盘片上，为让这些盘尽可能轻，它们从一块原材料经铣削而成而不是一个叶片一个叶片安装。(2)采用ANSYS有限元软件,对叶片进行固有模态分析和带有预应力情况下的模态分析,并对两种情况下的结果进行了对比,其中考虑了转速不同时的离心力对叶片固有特性的影响,并绘制Campbell图。(3)采用FLUENT对叶片作流场分析,分析了叶片流场速度、压力等沿叶片径向分布情况,并研究了不同转速对叶片流场速度、压力的影响。(4)基于叶片流场分析的结果,应用ANSYS软件,对考虑S1、S2气动加载和集中载荷加载三种情况下的叶片振动响应进行了计算和分析。本文对叶片固有特性和振动响应分析方法研究实现了叶片振动解析法和考虑S1、S2气动加载、集中载荷加载振动响应的计算,对叶片的初期设计有重要的意义。