Abstract
通常一部渦輪機每一級都具有近百片之葉片, 由於製造時的誤差或組配時的種種原因, 使組合後的葉片並不是每葉片的性質皆相同, 形成非和諧系統。例如每根葉片其質量不同, 或是加工狀況的不同, 造成葉片頻率差異, 摩擦介面摩擦係數的不相同等等。因渦輪機葉片的阻尼一般皆很小, 當外力激力的頻率和葉片的自然頻率重和時葉片會發生共振, 由於葉片阻尼小導致葉片振幅相當大, 使得葉片產生相當大的應力, 這種振動葉片可能因而疲勞, 更嚴重者可使葉片損壞或是斷裂, 整個渦輪機上的葉片可能因而被斷裂的葉片打壞, 影響渦輪機操作及安全性。由於渦輪機使用狀況相當複雜, 渦輪機葉片很難避開所有的共振頻率, 故葉片之設計者常常在渦輪機葉片間加入摩擦機構, 以增加葉片額外的阻尼降低渦輪機葉片因共振所產生之高應力, 然而從振動的觀點來看葉片間加摩擦機構是否具有更佳之動態特性, 在何種狀態下摩擦機構才能發生最大效率是個很大問題。由於製造或組配時之因素使裝配完成之渦輪機葉片系統為非諧和, 如葉片頻率, 摩擦介面間預力的非諧和等,此種非諧和葉片系統加入摩擦機構其動態特性又是如何即是一頗值得研究之問題。對於摩擦介面的滑動接頭, 則模擬成具線性變形－完全滑動兩段式的摩擦機構, 由此模型所建立具摩擦介面葉片的運動方程式以牛頓－拉福森法求得其暫態影響, 經長時間積分而得其穩態影響。一般分析葉片間摩擦機構時皆假設摩擦介面之摩擦係數為常數, 採用此種分析方法是方便但與實際不符, 實際上摩擦係數為摩擦介面相對滑動速度之函數。本文中以可變摩擦係數之模式探討具摩擦介面之葉片的動態行為, 結果顯示假設摩擦係數為常數模式所預測之結果與本文假設可變摩擦係數模式預測的結果有顯著的不同。