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

1、我國為了應(yīng)對世界能源形勢和環(huán)境變化,一方面,鼓勵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,是推動能源科技進步,構(gòu)建安全、高效、清潔能源體系的關(guān)鍵,是促進能源行業(yè)可持續(xù)、健康發(fā)展的有效保障。余熱發(fā)電機是余熱回收利用系統(tǒng)的重要組成部分,本文對發(fā)電機機座進行了優(yōu)化分析,確保發(fā)電機在平穩(wěn)、可靠運轉(zhuǎn)的情況下,有較小的結(jié)構(gòu)尺寸和重量,以節(jié)約材料,同時改善機座的應(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12MW的余熱發(fā)電機機座建立了實體模型,通過對實體模型的

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

4、案進行優(yōu)化。
　　 4、對機座的優(yōu)化設(shè)計進行了校驗,通過優(yōu)化前后的靜強度分析比較、自由模態(tài)分析比較和起吊應(yīng)力分析比較得知:在發(fā)電機各項參數(shù)符合設(shè)計標準的條件下,優(yōu)化后的機座應(yīng)力分布得到了改善,機座的尺寸減小,大約可以節(jié)約12％的材料。從而驗證了優(yōu)化設(shè)計結(jié)構(gòu)的準確性,也證明了本文研究方法的準確性。
　　 因此,本論文為余熱發(fā)電機機座的分析和自主設(shè)計提供了科學的依據(jù),對優(yōu)化余熱發(fā)電機座的問題具有重要的理論意義和實際應(yīng)用價值。