大型汽輪機葉片計算與強度評估方法研究.pdf

1、葉片的安全可靠性直接影響汽輪發(fā)電機組的運行安全,因此在設(shè)計階段對葉片進行強度評估就顯得尤為重要.該文以北京某企業(yè)開發(fā)的兩種新型動葉片結(jié)構(gòu)為背景,給出了基于有限元方法整圈計算結(jié)果的葉片安全評估程序.該文采用了三維實體單元模擬汽輪機長葉片,建立了葉片振動的運動微分方程.當(dāng)葉片在高速旋轉(zhuǎn)時,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題.另外對于帶鰭狀凸肩葉片,葉片安裝時凸肩之

2、間具有間隙,葉片旋轉(zhuǎn)時,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)工程實際中的葉片型線數(shù)據(jù),編制了葉片前處理程序,通過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、簡單、易用的特點,有一定的實用價值,適合于葉片設(shè)計工程師使用其對葉片進行建模分析.該文還給出了對葉片進行強度評估的方法和一般

3、步驟,建立了繪制SAFE圖的步驟,并應(yīng)用SAFE圖對葉片進行動強度評估.實例表明該文提供的計算評估方法可以很好地應(yīng)用到工程當(dāng)中,對葉片進行強度評估.最后該文評估分析了某廠的大型汽輪機851葉片和1080葉片.利用循環(huán)對稱方法對851葉片進行了靜強度評估,得到了葉片的靜應(yīng)力場的分布情況.對1080葉片進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.并基于對這兩種葉片的整圈有