基于有限元分析的余熱發(fā)電機(jī)機(jī)座結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、我國為了應(yīng)對(duì)世界能源形勢和環(huán)境變化,一方面,鼓勵(lì)新能源和可再生能源的發(fā)展;另一方面,大力推廣新型節(jié)能技術(shù),減少能源消耗,提高能源使用效率。水泥行業(yè)是耗能大戶,具有很大的節(jié)能潛力,采用循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式,提高水泥行業(yè)的能源利用效率,推廣余熱發(fā)電技術(shù)是一個(gè)非常重要、富有成效的手段。利用水泥生產(chǎn)過程中的廢氣余熱建設(shè)余熱發(fā)電裝置,既可以回收余熱,用以發(fā)電,又可減少廢氣、余熱、粉塵對(duì)環(huán)境的污染。
　　 能源裝備是新能源開發(fā)研制和提高能源使用效率

2、的基礎(chǔ)和載體,是推動(dòng)能源科技進(jìn)步,構(gòu)建安全、高效、清潔能源體系的關(guān)鍵,是促進(jìn)能源行業(yè)可持續(xù)、健康發(fā)展的有效保障。余熱發(fā)電機(jī)是余熱回收利用系統(tǒng)的重要組成部分,本文對(duì)發(fā)電機(jī)機(jī)座進(jìn)行了優(yōu)化分析,確保發(fā)電機(jī)在平穩(wěn)、可靠運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下,有較小的結(jié)構(gòu)尺寸和重量,以節(jié)約材料,同時(shí)改善機(jī)座的應(yīng)力分布。
　　 本文的主要工作和成果如下:
　　 1、基于有限單元法的建模理論,根據(jù)圖紙,對(duì)12MW的余熱發(fā)電機(jī)機(jī)座建立了實(shí)體模型,通過對(duì)實(shí)體模型的

3、結(jié)構(gòu)簡化,合理選擇單元類型,建立了機(jī)座的有限元模型。
　　 2、對(duì)機(jī)座的有限元模型進(jìn)行了靜強(qiáng)度分析和自由模態(tài)分析,發(fā)現(xiàn)原結(jié)構(gòu)強(qiáng)度足夠,機(jī)座固有頻率遠(yuǎn)離發(fā)電機(jī)工作頻率100HZ,不會(huì)產(chǎn)生共振,但是機(jī)座的最大應(yīng)力遠(yuǎn)小于許用應(yīng)力,存在著結(jié)構(gòu)優(yōu)化的可能。
　　 3、運(yùn)用遺傳算法原理,設(shè)計(jì)方案個(gè)體優(yōu)化參數(shù)編碼、生成初始設(shè)計(jì)方案種群、進(jìn)行基于Nastran的種群個(gè)體適應(yīng)度計(jì)算,通過競爭最優(yōu)保留、復(fù)制、交叉、變異等步驟,對(duì)機(jī)座的設(shè)計(jì)方

4、案進(jìn)行優(yōu)化。
　　 4、對(duì)機(jī)座的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行了校驗(yàn),通過優(yōu)化前后的靜強(qiáng)度分析比較、自由模態(tài)分析比較和起吊應(yīng)力分析比較得知:在發(fā)電機(jī)各項(xiàng)參數(shù)符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的條件下,優(yōu)化后的機(jī)座應(yīng)力分布得到了改善,機(jī)座的尺寸減小,大約可以節(jié)約12％的材料。從而驗(yàn)證了優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)確性,也證明了本文研究方法的準(zhǔn)確性。
　　 因此,本論文為余熱發(fā)電機(jī)機(jī)座的分析和自主設(shè)計(jì)提供了科學(xué)的依據(jù),對(duì)優(yōu)化余熱發(fā)電機(jī)座的問題具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。