叶片减振是叶轮机械安全运行和提高效率的关键技术,自带冠叶片冠间接触碰撞减振结构具有较好的减振效果、方便的安装与检修等优点,该文针对哈尔滨工业大学能源学院与哈尔滨汽轮电机厂合作项目--自带冠叶片冠间接触碰撞减振实验的研究,以结构动力学、非线性动力学与旋转机械测试技术的理论为基础,对自带冠叶片冠间接触碰撞的减振特性进行了研究.采用实体单元、梁单元,对自带冠叶片进行了模态分析和谐响应的计算,并采用实验测量了叶片的各阶固有频率.结果表明:计算结果与实验结果基本一致;叶片的振动主要为一弯与二弯,即叶片的振动频率低于1000hz.因此,自带冠叶片可等效为弹簧-质量与梁-集中质量模型.对叶叶片-叶轮进行了模态分析,得到它的各阶固有频率比叶片的固有频率高,并对实验所用叶片-叶轮的特性有所了解.叶冠之间的接触碰撞是变刚度、变阻尼的非线性动力学行为,在已建立叶片力学模型基础上,将冠间接触碰撞等效为有间隙的弹簧-干摩擦阻尼器,并建立了自带冠叶片冠间接触碰撞的动力学方程,采用数值积分法求解方程,得到了叶片的动态响应.叶片响应的时域和频域特性分析表明:叶片响应特征参数与冠间间隙、冠间刚度、冠间摩擦系数有关.当冠间的相对位移大于间隙值时,冠间的接触碰撞起作用;叶片的振动量随间隙的减小而减小.冠间刚度为叶片等效刚度的1.3倍左右时,减振效果最好.滑动摩擦系数为0.35左右时,减振效果最好.为了验证计算结果,在冠间间隙可调的自带冠叶片冠间接触碰撞振动实验台上,采用应变-遥测技术,测得了不同间隙下转子升速时叶片根部的动应变.将应变信号转变为应力信号.应力信号的时域特性与频域特性分析结果表明:叶片的根部的动应力随着叶冠间隙的减小逐渐减小,这和计算分析结果基本一致.因此,叶片冠间接触碰撞结构可有效地降低叶片的振动,是叶片减振的有效方法之一.