基于ANSYS的汽輪機葉片參數(shù)化有限元分析.pdf

1、汽輪機葉片是汽輪機的關(guān)鍵零件,其類型、數(shù)量眾多,占汽輪機設(shè)計工作量的很大比例。汽輪機葉片的結(jié)構(gòu)基本相同,但由于使用場合、工況的差別,在結(jié)構(gòu)尺寸上形成了一個系列。在實際葉片設(shè)計過程中均需反復(fù)進(jìn)行“設(shè)計—建?！治觥薷脑O(shè)計—再建?！俜治觥钡倪^程,對于重復(fù)進(jìn)行的再分析,在有限元建模與處理結(jié)果時也存在著大量的重復(fù)性工作,影響到設(shè)計分析的效率。因此,借助參數(shù)化思想對葉根進(jìn)行有限元分析是十分必要的。本文圍繞葉片的參數(shù)化有限元分析開展了以下工作:

2、
　　(1)針對單T型、雙T型、樅樹型葉根及輪槽進(jìn)行參數(shù)化有限元分析。對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可直接調(diào)用的宏文件。使用APDL語言編制程序,實現(xiàn)葉根的參數(shù)化建模、材料選擇、網(wǎng)格劃分、載荷施加以及求解過程。在分析完畢后,針對分析結(jié)果,自動生成報告。對計算結(jié)果進(jìn)行了校核,驗證了程序的可靠性。
　　(2)當(dāng)葉根存在加工誤差時,葉根及輪槽上的應(yīng)力將會發(fā)生變化,與設(shè)計狀態(tài)不同。本文針對葉根存在加工誤差的情況,分別對單T型、雙

3、T型葉根進(jìn)行了分析、探討,得到應(yīng)力和加工誤差之間的變化規(guī)律。計算結(jié)果表明,葉根過渡圓角區(qū)上節(jié)點應(yīng)力和加工誤差呈線性關(guān)系,葉根與輪槽的接觸面上的支反力也呈線性關(guān)系,并給出了支反力與加工誤差之間的擬合公式。
　　(3)對圍帶及葉身進(jìn)行參數(shù)化有限元分析。針對典型的平行四邊形葉冠,確定描述其形狀的尺寸參數(shù),使用編制的宏文件,實現(xiàn)對圍帶的參數(shù)化建模、材料選擇、網(wǎng)格劃分、載荷施加、求解過程。對圍帶幾何形狀進(jìn)行了介紹,平行四邊形圍帶較未加工圍帶