华北电力大学硕七学位论文水轮机叶片振动特性试验研究摘要以一台实际运行的2 2 5 M W 混流式水轮发电机组为对象，对于转轮叶片的动应力和振动特性进行试验研究通过在转轮叶片上安装的传感器获取叶片在不同工况状态下实际运行时的动应力和振动信号，运用现代信号分析方法对于测量信号进行分析处理，深入研究实际水轮机叶片的动应力和振动信号特征和频谱特征，并全面分析机组运行工况变化对于叶片动应力和振动特性的影响：在此基础上，将实际机组叶片作为系统，叶片振动信号作为系统的响应，研究基于时间序列分析方法的结构动态参数识别方法并开发了相应的分析计算程序对于叶片振动信号建立A R M A 模型，分析识别在机组实际运行状态下的叶片动态参数，并对基于时间序列分析的结构动态参数识别方法在实施过程中存在的问题进行了深入讨论关键字：水轮机叶片，振动特性，A R M A 模型，参数识别，固有频率E x p e r i m e n t a ls t u d yo nv i b r a t i o nb e h a v i o ro fh y d r a u l i cT u r b i n eB l a d e sA B S T R A C TT h eb l a d e sv i b r a t i o nb e h a v i o ro fa2 2 5 M Wh y d r a u l i ct u r b i n ew a ss t u d i e db a s e do nt h ea c t u a lm e a s u r e dv i b r a t i o na n ds t r e s ss i g n a l so ft h eb l a d e su n d e rv a r i e sr u n n i n gc o n d i t i o n so ft h eh y d r a u l i ct u r b i n e ．T h et i m es e r i e sa n a l y s i sw a sa p p l i e dt oa n a l y z et h er e s p o n s ed a t aa n dt or e c o g n i z et h ed y n a m i cp a r a m e t e r so fb l a d e s ．T h em a i nw o r k sa r ef o l l o w e d ：I ．T h em e a s u r e ds i g n a l so fb l a d ev i b r a t i o na n ds t r e s sw a sa n a l y z e d ．2 ．T h eE f f e c to ft h ev a r i e sr u n n i n gc o n d i t i o n s ，s u c ha sc h a n g i n go ft h el o a d ，r o t a t i n gs p e e d ，o nt h ev i b r a t i o na n ds t r e s so ft h eb l a d e sw a sd i s c u s s e d ．3 ．As p e c i a lp r o g r a mo ft i m es e r i e sa n a l y s i sw a sd e v e l o p e dt Or e c o g n i z et h ed y n a m i cp a r a m e t e ro ft h et u r b i n eb l a d e ．T h en a t u r a lf r e q u e n c ya n dd a m p e dr a t i ow a sc a l c u l a t e da n dt h er e s u l t sw e r ea n a l y z e d ．X uX i a o f e n g ( C o n t r o lt h e o r ya n de n g i n e e r i n g )D i r e c t e db yP r o f ．X uD a p i n gK e yw o r d ：b l a d eo fh y d r a u l i ct u r b i n e ，v i b r a t i o nb e h a v i o r , A R M Am o d e l ，p a r a m e t e rr e c o g n i z e ，n a t u r a lf r e q u e n c y华北电力大学硕七学位论文水轮机叶片振动特性试验研究摘要以一台实际运行的2 2 5 M W 混流式水轮发电机组为对象，对于转轮叶片的动应力和振动特性进行试验研究。
通过在转轮叶片上安装的传感器获取叶片在不同工况状态下实际运行时的动应力和振动信号，运用现代信号分析方法对于测量信号进行分析处理，深入研究实际水轮机叶片的动应力和振动信号特征和频谱特征，并全面分析机组运行工况变化对于叶片动应力和振动特性的影响：在此基础上，将实际机组叶片作为系统，叶片振动信号作为系统的响应，研究基于时间序列分析方法的结构动态参数识别方法并开发了相应的分析计算程序对于叶片振动信号建立A R M A 模型，分析识别在机组实际运行状态下的叶片动态参数，并对基于时间序列分析的结构动态参数识别方法在实施过程中存在的问题进行了深入讨论关键字：水轮机叶片，振动特性，A R M A 模型，参数识别，固有频率E x p e r i m e n t a ls t u d yo nv i b r a t i o nb e h a v i o ro fh y d r a u l i cT u r b i n eB l a d e sA B S T R A C TT h eb l a d e sv i b r a t i o nb e h a v i o ro fa2 2 5 M Wh y d r a u l i ct u r b i n ew a ss t u d i e db a s e do nt h ea c t u a lm e a s u r e dv i b r a t i o na n ds t r e s ss i g n a l so ft h eb l a d e su n d e rv a r i e sr u n n i n gc o n d i t i o n so ft h eh y d r a u l i ct u r b i n e ．T h et i m es e r i e sa n a l y s i sw a sa p p l i e dt oa n a l y z et h er e s p o n s ed a t aa n dt or e c o g n i z et h ed y n a m i cp a r a m e t e r so fb l a d e s ．T h em a i nw o r k sa r ef o l l o w e d ：I ．T h em e a s u r e ds i g n a l so fb l a d ev i b r a t i o na n ds t r e s sw a sa n a l y z e d ．2 ．T h eE f f e c to ft h ev a r i e sr u n n i n gc o n d i t i o n s ，s u c ha sc h a n g i n go ft h el o a d ，r o t a t i n gs p e e d ，o nt h ev i b r a t i o na n ds t r e s so ft h eb l a d e sw a sd i s c u s s e d ．3 ．As p e c i a lp r o g r a mo ft i m es e r i e sa n a l y s i sw a sd e v e l o p e dt Or e c o g n i z et h ed y n a m i cp a r a m e t e ro ft h et u r b i n eb l a d e ．T h en a t u r a lf r e q u e n c ya n dd a m p e dr a t i ow a sc a l c u l a t e da n dt h er e s u l t sw e r ea n a l y z e d ．X uX i a o f e n g ( C o n t r o lt h e o r ya n de n g i n e e r i n g )D i r e c t e db yP r o f ．X uD a p i n gK e yw o r d ：b l a d eo fh y d r a u l i ct u r b i n e ，v i b r a t i o nb e h a v i o r , A R M Am o d e l ，p a r a m e t e rr e c o g n i z e ，n a t u r a lf r e q u e n c y兰垄皇塑查堂垡! 塞透主堂垒垒塞声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得豹成果。
尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含● ● 任何他人享有著作权的内容对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明特此申明签名：侮节群日期：! 盟一声关予学位论文使用授权的说明本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件：②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文：⑤学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容 涉密的学位论文在解密后遵守此规定)作者签名：导师签名：日期：! 』：! ：生日期：口6 ．' ；．‘·华北电力大学硕十学位论文1 ．1 研究意义第一章前言目前，世界总电力消耗中水电占2 0 ％，常规热电占6 3 ％，核电占1 7 ％对能源( 特别是电力) 的需求，在发展中国家增加得非常快【”但是这些国家大多数主要是通过发展热电站来满足国内市场的需求，这将消耗大量的煤炭，随着煤炭资源的不断丌采，不仅导致了地下煤炭储量不断减少，而且造成了全球空气污染。
在这种情况下，对世界上只有2 8 ％经济上可行的、1 8 ％技术上可行的水电蕴藏量进行开发尤为必要而我国地域辽阔、江河众多，径流丰沛、落差巨大，蕴藏着极为丰富的水力资源，这为我国水力发电提供了丰富的资源基础，面对这样的形势，我国电力行业丌始考虑调整以前那种“以火电为主，水电、核电、风电所占比重较少，电力结构发展不平衡”的能源结构于是，在“十五7 7 规划中指出，调整电力结构，促进产业升级作为2 1 世纪初期电力工业的首要任务其中主要工作的一个方面就是要调整电源中水、火、核电的比例，加大水电开发力度，适当发展核电、因地制宣发展新能源发电【2 l 随着对水电的重视，我国在长江流域、黄河流域、雅鲁藏布江和澜沧江等地区兴建和正在兴建许多水电站，其中有三峡、二滩、葛洲坝、羊门峡、小浪底、大朝山等几十座大型的水电站预计到2 0 0 5 年我国水电、火电、核电和新能源在发电总量中占得比例为：2 4 ．5 ％、7 2 ．4 ％、2 ．4 ％、0 ．7 ％由此可以看出，水力发电总量已接近总电量的四分之一，成为推动国民经济发展的重要力量【2 J 虽然与火电机组相比，水电机组转速低。