基于ANSYS水輪發(fā)電機(jī)組關(guān)鍵部件有限元分析.pdf

1、水電是一種清潔無污染、儲量極為豐富的可再生能源，水力發(fā)電是利用自然可再生能源最重要的形式。我國技術(shù)相對比較落后，加之目前水力發(fā)電的成本一直居高不下，制約了我國水力發(fā)電發(fā)展。一方面是由于水力發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)的設(shè)計水平不高，另一方面是因為水力發(fā)電多為小型機(jī)組，發(fā)電效率低。而如何使水輪機(jī)組大型化，提高發(fā)電效率成為了國內(nèi)外專家一直為之努力的關(guān)鍵問題。本文針對的水輪發(fā)電機(jī)組關(guān)鍵部件的有限元分析，在保證了機(jī)組的安全運(yùn)行的前提條件下，為水力發(fā)電機(jī)組的大型

2、化提過了有力支撐，對提高發(fā)電效率具有積極意義。主要工作歸納如下:
　　 首先，廣泛查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料，了解水力發(fā)電的發(fā)展概況和最新成果，簡單介紹了ANSYS軟件的結(jié)構(gòu)功能;其次，闡述了兩種不同型式的水輪發(fā)電機(jī)組，特別針對立式水輪發(fā)電機(jī)組的結(jié)構(gòu)特點進(jìn)行了詳細(xì)的描述，介紹了其主要參數(shù)，并且對負(fù)荷上機(jī)架總負(fù)荷和單個支臂進(jìn)行了受力分析。其次，針對臥式機(jī)組的主要參數(shù)、組成部分、關(guān)鍵部件轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)特點以及轉(zhuǎn)子的受力進(jìn)行了說明。再次，鑒于

3、水輪發(fā)電機(jī)負(fù)荷上機(jī)架承受高載荷的特點，為了保證運(yùn)行時的安全性，采用ANSYS殼體單元對上機(jī)架進(jìn)行剛度有限元分析。分析過程中充分模擬并體現(xiàn)了整體和局部的受力特性，計算得出了豎直方向和徑向剛度，且具有較高的計算精度。分析結(jié)果表明，該結(jié)構(gòu)達(dá)到了設(shè)計要求。
　　 最后，針對出口越南的某臥式水輪發(fā)電機(jī)組，簡要介紹了其轉(zhuǎn)子部分的外形尺寸和結(jié)構(gòu)特點。機(jī)組單機(jī)容量大（額定功率為6750kW、額定轉(zhuǎn)速為1000 r/min），通過對機(jī)組額定與飛逸

4、工況下，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子橫截面、磁極壓板、阻尼環(huán)應(yīng)力分析以及軸系振動分析的實例，介紹了Pro/E模型的導(dǎo)入以及有限元分析方法，最后對計算結(jié)果進(jìn)行分析總結(jié)。分析過程中實現(xiàn)了Pro/E建模和ANSYS的仿真相互集成，通過軟件各自的優(yōu)勢完成了模型建立和有限元分析。分析結(jié)果表明其結(jié)構(gòu)達(dá)到了設(shè)計要求，與傳統(tǒng)計算方法相比，其精度更能滿足工程要求，且效率高。并且利用此方法可以預(yù)測結(jié)構(gòu)受力危險面，提前做好預(yù)防處理。為機(jī)組的安全運(yùn)行和大型化提供了前提條件，進(jìn)而