·4· 北京科技大学学报 1996年No.1 表16种拟合方法识别的结果 1 2 3 5 6 拟合方法 频率阻尼频率阻尼频率阻尼频率阻尼频率阻尼频率阻尼 Hz HzHzHz Hz Hz 直接虚部拟合 275.90.498373.40.633483.72.177603.30.969639.90.990757.60.741 导纳圆拟合 276.00.403371.01.08948031.39858990.679643.20.861755.80.361 实模态单自由度拟合277.00.371373.90.284483.61.887603.31.516641.10.783759.40.170 实模态多自由度拟合276.80.313374.20.234486.91.743607.31.458643.10.839760.40.103 复模态单自由度拟合277.00.373373.90.295483.61.934603.31.555641.10.826759.40.195 复模态多自由度拟合276.80.269374.20.268486.91.743607.31.457643.10.842760.40.0% 注：1.2.3、4、56为阶数. (I)从表1上看，6种方法识别出的各阶固有频率值非常接近，且各阶振型也是非常接 近.只是各阶模态阻尼比有一定的差别，从图4看，各阶模态有一定的重叠，并且，四阶与 五阶较为密集，如用前2种方法拟合会产生误差；而且修正的单自由度或多自由度模型拟 合，即后4种方法，得到的各阶模态阻尼比比较接近，可见，用后4种方法拟合出的模态参 数精度较高. (2)从各阶振型上看，第1阶是在叶片中部的扭转型；第2阶是在支杆两侧的叶片部分 绕支杆的弯曲型，并且它们的模态阻尼比比较小，易于被激发，因此，比较重要，第3、4、 5、6阶都属局部挠曲型，且模态阻尼比又较大，相对比较次要，在叶片的调频时可以不考虑. 23风机叶片的调频 风机专业标准中规定：动叶片的各阶固有频率应当避开激振频率波动±15%以上， 叶片的调频方法有2种：一种是改变叶片的结构型式，以达到调整各阶固有频率的目 的；另一种是调整风机的工作转速和导叶的数目，以达到改变气流脉动的激振频率，后一种 方法比较现实可行， 对于70BZ型风机的叶片，所关心的前两阶固有频率值分别为277Hz和374Hz,所规定的 范围分别为235~319Hz和318~430Hz,这两个范围分别是在277Hz和374H五的±15% 范围内变动.经计算，仅当选择最大工作转速为1000r/min,最大导叶数为l6时，产生的气流 脉动激振频率1000Hz/60×16=266.7Hz处在第1阶固有频率范围内，应当避免这样的选 择，在正常的工作转速情况下，选择任意所规定的导叶数是不会达到以上的频率范围内，这 与该型风机在长期运转中叶片未发生断裂故障相符合· 3结束语 本论文提出的模态参数测试与分析，以及叶片的调频方法对叶片的动态设计及叶片调频 有一定实用价值， 参考文献 1李德葆.振动模态分析及其应用.北京：宇航出版社，1989.57~158北 京 科 技 大 学 学 报 侧天 年 表 种拟合方 法 识 别 的 结 果 拟合方法 频率 阻尼 频率 阻尼 频率 阻尼 频率 阻尼 频率 阻尼 频率 阻尼 直接虚部拟合 妇 印 头刃 喇 导纳 圆拟合 一 佣 以 为 翻 名 实模态单 自由度拟合 印 研 实模态多 自由度拟合 科 印 翻 印 复模态单 自由度 拟合 四 抖 印 研 复模态多 自由度拟合 招 闷肠 印 研 印 万场 注 、 、 、 、 、 为阶数 从 表 上 看 ， 种 方 法 识 别 出 的各 阶固有 频率 值 非 常 接 近 ， 且 各 阶 振 型 也是 非常接 近 只 是 各 阶模态阻尼 比有 一定 的差别 ， 从图 看 ， 各 阶模态有一定 的重叠 ， 并且 ， 四 阶 与 五 阶较 为密集 如用前 种方法拟合 会 产 生 误 差 而 且 修 正 的 单 自由度 或 多 自由度 模 型 拟 合 ， 即后 种方法 ， 得到 的各 阶模态阻尼 比 比较接 近 ， 可见 ， 用后 种方 法拟合 出的模态参 数精 度较高 从各 阶振 型上 看 ， 第 阶是 在 叶片 中部 的 扭 转 型 第 阶是 在 支 杆 两侧 的叶片部分 绕 支 杆 的弯曲型 ， 并且 它们 的模 态阻尼 比 比较小 ， 易于被激 发 ， 因此 ， 比较 重 要 第 、 、 、 阶都属 局部挠 曲型 ， 且模态 阻尼 比又 较大 ， 相 对 比较次要 ， 在 叶片的调频时可 以不考虑 风机叶 片的调 频 风机 专业标 准 中规定 动 叶片 的各 阶 固有频率应 当避 开激振 频 率波 动 士 巧 以 上 叶片 的调频方 法 有 种 一 种 是 改 变 叶 片 的结 构 型 式 ， 以 达 到 调 整 各 阶 固有 频 率 的 目 的 另 一种是 调 整 风机 的工 作 转 速和 导 叶 的数 目 ， 以 达到 改 变气 流脉动 的激振 频率 后 一种 方 法 比较 现实可行 对于 型风 机 的 叶片 ， 所 关心 的前两 阶 固 有频 率值 分别 为 和 ， 所 规 定 的 范 围分 别 为 一 比 和 一 ， 这 两个范 围分别是在 和 比 的 士 范 围 内变 动 经计算 ， 仅 当选 择最大工作转速 为 ， 最 大 导 叶数为 时 ， 产生 的气流 脉 动 激 振 频 率 以 比 二 处在 第 阶 固有 频 率范 围 内 ， 应 当避 免 这 样 的 选 择 在正 常 的工 作 转 速情 况下 ， 选择任 意所规定 的导 叶数是 不 会达到 以上 的频率范 围 内 这 与该型 风机在 长期 运转 中叶片未 发生 断裂故 障相符合 结束语 本论文提 出 的模 态参数测 试 与分 析 ， 以 及 叶片 的调 频方法 对 叶片 的动 态设计及 叶片调 频 有 一定 实用 价值 参 考 文 献 李德葆 振动模态分析及其应用 北京 宇航 出版社 ， 一