大型汽輪機(jī)葉片計(jì)算與強(qiáng)度評(píng)估方法研究.pdf

1、葉片的安全可靠性直接影響汽輪發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行安全,因此在設(shè)計(jì)階段對(duì)葉片進(jìn)行強(qiáng)度評(píng)估就顯得尤為重要.該文以北京某企業(yè)開(kāi)發(fā)的兩種新型動(dòng)葉片結(jié)構(gòu)為背景,給出了基于有限元方法整圈計(jì)算結(jié)果的葉片安全評(píng)估程序.該文采用了三維實(shí)體單元模擬汽輪機(jī)長(zhǎng)葉片,建立了葉片振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)微分方程.當(dāng)葉片在高速旋轉(zhuǎn)時(shí),受到其自身質(zhì)量引起的離心力,使葉片發(fā)生扭轉(zhuǎn)恢復(fù)變形.由于該變形已超出小變形范圍,故在方程中考慮了幾何大變形的問(wèn)題.另外對(duì)于帶鰭狀凸肩葉片,葉片安裝時(shí)凸肩之

2、間具有間隙,葉片旋轉(zhuǎn)時(shí),凸肩將相互擠壓,成為整體.為研究凸肩之間的接觸狀態(tài),建立了考慮葉片鰭狀凸肩摩擦接觸的有限元方程,并利用拉格朗日增廣算法來(lái)求解該方程,確定鰭狀凸肩之間的接觸面和接觸應(yīng)力.根據(jù)工程實(shí)際中的葉片型線數(shù)據(jù),編制了葉片前處理程序,通過(guò)該程序生成有限元模型能夠很好地保證葉片模型的精確性.該程序具有高效、簡(jiǎn)單、易用的特點(diǎn),有一定的實(shí)用價(jià)值,適合于葉片設(shè)計(jì)工程師使用其對(duì)葉片進(jìn)行建模分析.該文還給出了對(duì)葉片進(jìn)行強(qiáng)度評(píng)估的方法和一般

3、步驟,建立了繪制SAFE圖的步驟,并應(yīng)用SAFE圖對(duì)葉片進(jìn)行動(dòng)強(qiáng)度評(píng)估.實(shí)例表明該文提供的計(jì)算評(píng)估方法可以很好地應(yīng)用到工程當(dāng)中,對(duì)葉片進(jìn)行強(qiáng)度評(píng)估.最后該文評(píng)估分析了某廠的大型汽輪機(jī)851葉片和1080葉片.利用循環(huán)對(duì)稱方法對(duì)851葉片進(jìn)行了靜強(qiáng)度評(píng)估,得到了葉片的靜應(yīng)力場(chǎng)的分布情況.對(duì)1080葉片進(jìn)行了鰭狀凸肩之間的接觸分析,得出了接觸壓力與轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系,以及在3000prm下凸肩之間的接觸狀態(tài)和接觸壓力.并基于對(duì)這兩種葉片的整圈有