增压器压气机工轮的模态分析与应用.pdf

增压器压气机工作轮的模态分析与应用 摘要 本论文题目来源于中国北方机车车辆工业集团公司科技研究开发项目一“提高机车 增压器可靠性的研究”，论文内容系该研究项目中的主要工作，是很有实际意义和应用背 景的课题。 机车增压器是一种高速旋转机械，作为柴油机的关键部件，它直接影响柴油机的性 能和可靠性，进而影响机车运行的安全、准时。针对某型号增压器在线路运行中曾发生 过数起压气机工作轮(导风轮和压气机叶轮)叶片断裂故障，造成机车中途停车的重大 事故。因此诊断压气机工作轮事故原因，并进行模态分析势在必行。 本文利用大型有限元程序ANSYS5．7求解模态问题的模块分析了某涡轮增压器离心 式压气机工作轮的振动特性。对ANSYS进行了二次开发，利用了ANSYS的ADPL语言， 编制了压气机工作轮的有限元自动建模和分网程序。该程序适用于各型号的增压器压气 机工作轮，能根据用户的需要迅速建立并划分出不同精度的六面体网格来。划分出的有 限元网格模型可直接用于压气机工作轮强度、振频等计算。该程序解决了离心式压气机 工作轮有限元计算中建模难，特别是六面体网格划分难的问题，大大缩短了计算的时间 和难度。具有较强的工程适用性。 本文计算了导风轮叶片、轮盘及压气机叶轮的自振频率，求出了压气机工作轮在静 态和旋转状态下整体结构的自振频率、模态，并给出模态的彩色云图和振动模态的动画 显示。通过共振Campbell图分析确定此轮盘在实际工作中的共振安全裕度，找出导风轮 叶片断裂原因，最终提出有效的解决办法。上述计算结果与试验结果比较吻合较好，可 以用来为新产品设计提供可行性预测，为运用产品的故障分析提供理论依据。 关键词：导风轮 压气机叶轮 模态分析 故障分析 望垦壁里墨垫三堡竺塑堡查坌塑兰壁旦 ABSTRACT Thetitle this of from“TheofLocomotive paperoriginates Study TurboehargerReliability isascientificresearch of Improvement”，which ChinaNorthern developmentproject and Locomotive StockIndustrial described洒this Rolling Group．What isthemain paper in workthe is and realistic project．Itvery applicable． Thelocomotive a is in kindofmachine flcritical turbocharger rotating hi曲speed．Being part inthe influencesthe and ofthe