将排风机叶轮模型引入到ANSYS中。叶轮整体材料为Q235普通碳素结构钢，密度7850 kg/m3，弹性模量210 gpa，泊松比0.3。叶片角度可调的叶轮，轮毂和叶片调节机构采用Q235普通碳素结构钢，叶片采用尼龙66。该材料阻燃、防爆、耐磨、耐热。它常被用作机械配件，而非有色金属，作为机械外壳或发动机叶片。该材料的密度为1150 kg/m3，弹性模量为8.3gpa，泊松比为0.28。叶轮各部分采用可调叶片固定连接。在叶片角度可调的叶轮中，当叶片臂与轮毂连接时，排风机叶片臂可以旋转和调整，即接触面的法向可以分离，在切向上没有相对滑动。由于叶片的叶尖比整个叶轮机构中的其他零件更容易变形，因此叶片啮合时应减小网格尺寸，轮毂零件在整个结构中的变形较小。考虑计算时间，可以适当增大网格尺寸。在求解自由模态时，刚体有三个平移和三个旋转，因此前六个频率是系统的刚体模态。整个排风机叶轮机构为对称结构。计算了两个叶轮的前20个自由振型，并从中提取了前6个自由振型。

比较两种叶轮的振动模态，可以看出，每种叶片的低阶模态都表现出从叶片顶部到根部的弯曲变形，高阶模态是叶片两侧的扭转变形。排风机叶轮各级的形状变形和较大变形都在叶片顶部，叶片角度可调的叶轮的叶片变形相对较大，因为其材质为尼龙66，刚度小于Q235，更容易变形。叶片角固定叶轮的叶根与轮毂固定，因此叶根与轮毂相对稳定，基本无变形。由于叶片角度可调叶轮增加了角度调节机构，使得叶根弯曲变形和扭转变形较小。排风机实验采用了力锤激励、加速度传感器采集信号、LMS数据采集与处理等方法。该测试的主要过程包括：支持被测对象、选择激励方案、布置传感器、确定输入通道、建立测试模型和与通道相关、确定分析带宽、测量和保存数据。由于轮毂变形基本为0，排风机叶轮通过柔性弹性绳悬挂在轮毂上进行测量。振动方式选择力锤激振，固定锤击点，移动传感器测量。由于叶片的明显变形，每个叶片顶部和根部有两个测量点，叶片下方轮毂有一个测量点，每个叶轮有50个测量点。建立合适的圆柱坐标系，测量各测点的相对坐标，建立测试模型。传感器布置完毕后，测试通道与模型中相应的测量点相关联。通过力锤激励收集数据。同样的方法依次测量每个叶轮的50个测量点。在PolyMax输入模块中选择已有的fr集，在高层稳态图中选择符号较多的列，即阻尼频率、频率和模向量稳定性。

在采集到排风机的振动信号中，电机的水平振动和径向振动是整个风机严重的振动。在1159.86赫兹时，振动幅度大，与两级叶轮通过频率之和一致。高频频率是由于叶片在旋转过程中周期性地通过空气中固定位置的压力波动引起的，等于叶片的旋转频率乘以叶片数。排风机叶片通过频率的计算公式为f=m.n/60，其中m为动叶片数，n为风机转速，风机两级叶片数为14和10，两级叶片通过频率分别为676.67hz、483.33hz，两个频率之和为1160hz。通过该频率时，叶片的振动加速度为2.0g，说明叶片与风机外壳的动、静干扰对气流波动影响较大。

从轴向不同位置的振动来看，排风机进出口振动小。入口主振频率分别为47.27Hz和96.18Hz，分别为风机的基频和双频。入口流速为层流状态，振动为机械振动。出口处主要振动频率为189.91赫兹、1159.86赫兹、1351.40赫兹和2313.19赫兹，主要为风机基频的四倍和气流脉动引起的高频振动。入口的振动略强于出口的振动。级叶轮旋转加速后，排风机内部流场变得更加复杂，而第二级叶轮反向加速时，叶片迎角较大，气动力影响较大，通过第二级叶轮等流量后流场趋于稳定。一级叶轮的振动与电机的振动相似，主要是由复杂流场的气动力和风机基频的四、五倍频率振动引起的。二级叶轮高频宽带振动的振幅远大于风机基频机械振动的振幅。