大型空冷135MW汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子強(qiáng)度及疲勞研究.pdf

1、在電機(jī)運(yùn)行的各種工況下，空冷發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子上的各主要零部件都要承受很大的機(jī)械應(yīng)力和疲勞應(yīng)力。因此，《大型空冷135MW汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子強(qiáng)度及疲勞壽命研究》課題是發(fā)展大型空冷汽輪發(fā)電機(jī)的核心課題之一。 本文應(yīng)用有限元方法和ANSYS軟件，計(jì)算分析了轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度及疲勞壽命。其中轉(zhuǎn)子的重要部件包括：轉(zhuǎn)子橫截面、護(hù)環(huán)、極間連接線及風(fēng)扇座。 有限元方法進(jìn)行轉(zhuǎn)子強(qiáng)度分析的基本思想是：根據(jù)單元的位移函數(shù)、幾何方程及物理方程，導(dǎo)出單元的位移與應(yīng)

2、力應(yīng)變關(guān)系；根據(jù)虛功原理獲得外力(包括邊界)與單元的位移關(guān)系；從而得到外力與單元的應(yīng)力和應(yīng)變的關(guān)系。 轉(zhuǎn)子強(qiáng)度的計(jì)算分析過(guò)程中，描述了ANSYS有限元方法解決強(qiáng)度問(wèn)題的建模、網(wǎng)格剖分、確定邊界條件及求解的基本步驟。 轉(zhuǎn)子橫截面的有限元應(yīng)力計(jì)算中，克服了經(jīng)典計(jì)算方法的局限性；考慮了轉(zhuǎn)子在高速運(yùn)行時(shí)，大小齒的質(zhì)量和剛度分布不均勻，對(duì)轉(zhuǎn)子橫截面相互間的位移及應(yīng)力的影響；提出了解決轉(zhuǎn)子齒根集中應(yīng)力的有效方法。 護(hù)環(huán)的

3、有限元應(yīng)力計(jì)算中，描述了轉(zhuǎn)子齒的等效建模過(guò)程；描述了不均勻溫度分布時(shí)，ANSYS有限元方法中的溫度加載方法；提出了合理選擇護(hù)環(huán)與轉(zhuǎn)子間過(guò)盈量的有效方法。 轉(zhuǎn)子極間連接線的有限元應(yīng)力計(jì)算中，描述了空間三維實(shí)體模型轉(zhuǎn)化為平面有限元模型的方法。 本文應(yīng)用經(jīng)典計(jì)算方法驗(yàn)證了轉(zhuǎn)子橫截面、護(hù)環(huán)、極間連接線的ANSYS有限元模型的正確性。 采用了Neuber定理計(jì)算了轉(zhuǎn)子橫截面、護(hù)環(huán)、極間連接線及風(fēng)扇座的疲勞壽命。 綜