大型混流式水轮机转轮叶片结构动力特性分析

转轮是水轮机结构中重要部件之一。比较不同单元类型对转轮叶片振动计算精度的影响,从推导的转轮叶片液固耦合运动方程出发,分别计算混流式水轮机转轮叶片在空气中和在工作流道中振动的主频与主振型。结果表明,叶片在水中的频率较空气中的频率有所降低,而且不同阶的频率降低值不同。     

混流式水轮机转轮优化设计及CFD分析

为了解决某小型水电站的混流式水轮机部分工况压力脉动大,空化、磨损严重的问题,对原水轮机进行了深入研究,并在原水轮机转轮的基础上研制出了新型的、适合该电站运行工况的水轮机转轮,对水轮机转轮进行了更换改造。对新型转轮和原转轮进行三维建模,分别与其余过流部件组装成水轮机全流道。采用ICEM进行网格划分,利用CFX软件,基于RNGκ-ε湍流模型,对原始全流道和改造后的全流道进行了数值模拟计算,通过计算结果分析转轮改造后水轮机内部流动以及外特性的变化,预估改造后水轮机的实际运行效果。     

混流式水轮机转轮叶片频率可靠性分析

以混流式水轮机为研究对象,应用有限单元法建立转轮叶片的动力学方程,根据转轮叶片的频率方程计算转轮叶片的固有频率,依据水流激励频率与转轮叶片固有频率之差在规定范围内的关系准则,推导转轮叶片的共振失效概率和可靠度的计算公式,并通过实例对混流式水轮机转轮叶片的频率可靠性进行分析.     

混流式水轮机转轮叶片裂纹故障及其原因分析

混流式水轮机转轮叶片裂纹故障严重影响了水电站的安全稳定运行和经济效益的发挥。大部分叶片裂纹是疲劳裂纹，主要由流固耦合共振诱发的、过大交变应力引起。转轮在设计和制造过程中形成的各种缺陷以及过大的残余拉应力加速了裂纹的萌生和扩展。     

大型混流式水轮机转轮叶片裂纹及其成因分析

大型混流式水轮机转轮计片裂纹故障是水电站普遍存在的问题，它严重影响了水电站的安全稳定运行。转轮叶片裂纹是多种因素综合作用造成叶片材料疲劳．导致叶片疲劳开裂。叶片的各种制造缺陷是裂纹萌生的始点，而各种水力激振因素引发的流固耦合共振是转轮叶片疲劳开裂的根本诱因。     

一种混流式水轮机整铸转轮加工工艺改进

针对混流式整铸转轮叶片数控加工工艺进行研究,介绍了一种混流式水轮机整铸转轮的结构特点和加工难点,提出了一种整铸转轮叶片的加工工艺流程,通过对整铸转轮结构特点分析,得出了整铸转轮叶片加工编程方法,为今后混流式整铸转轮的加工提供参考依据,保证整铸转轮加工的质量。     

基于Pro/E软件平台的混流式水轮机转轮叶片形状拟合

根据混流式水轮机叶片设计方程，基于Pro／ENGEINEER软件设计平台，对混流式水轮机叶片进行了形状拟合，得到了叶片拟合形状，完全符合叶片加工的工艺要求，也为研制水轮机修复专用机器人提供了研制条件。     

大型混流式水轮机转轮疲劳设计方法的研究

本文针对大型混流式水轮机的复杂运动工况和特殊的工作环境,在大量统计和试验的基础上,应用随机疲劳和腐蚀疲劳等理论,提出了一个完整的疲劳设计方法,它包括了载荷谱的确定,腐蚀环境中材料的疲劳特性及其影响系数的实验研究以及寿命和安全系数的计算方法等。这一研究成果打破了大型混流式水轮机长期以来只能采用静强度设计的状况,能有效地评估水轮机在设计和运行中疲劳强度的安全可靠性。     

部分负荷下混流式水轮机转轮叶片变形对流场的影响

将CFD流动分析软件与结构刚强度软件有机结合,对混流式转轮在不同工况下的流动进行分析。通过程序将流场参数加载到结构分析软件上,对变形后的叶片再次进行网格划分流场计算,并计算出混流式转轮叶片上的应力和变形,详细分析了转轮变形后的流场,达到了真正意义上的流固耦合。研究结果表明:最大应力发生在转轮叶片的出水边与上冠的连接处,应力集中较明显,易于发生疲劳破坏。产生最大变形的部位是转轮叶片的出水边与下环的连接处,且从上冠到下环变形量逐渐增大,即此部位就是叶片振动的敏感区域;转轮变形后对水轮机内部流场的影响表现在叶片进口边头部压力增大,叶片出口边靠下环处流速增大、压力下降,空化性能降低。变形后的流场使得尾水管内部的涡带产生、紊动加剧,说明叶片变形后对水轮机内部流场的影响是引起水轮机裂纹和振动的真正原因。     

混流式水轮机水导轴承动力特性参数优化设计

对于复杂的混流式水轮机组系统,水导轴承油膜刚度系数及阻尼系数发生变化时,转子的临界转速、不平衡响应也不同。由于精确计算考虑的因素较多,系统的刚度及质量矩阵求解难度较大,所以用解析法求解在工程运用上并不实用。通过采用虚拟样机优化设计技术以转子-轴承系统稳定性为优化目标,利用虚拟样机参数化方法,可以快速简便的对轴承油膜的刚度系数进行优化,为混流式水轮机转子-轴承系统设计与制造提供有效方便的一种新方法。     

桁架式装卸桥动态特性分析

将德国制造的３０ｔ／７６．２ｍⅡ型桁架式装卸桥简化为空间桁梁混合结构模型,利用有限元法对其进行动态特性分析,计算结果与测试结果非常接近。从测试数据也说明,桁架式装卸桥属于小阻尼振动系统。这些可供其他桁架式门式起重机和装卸桥的动态特性和动力呼应计算作借鉴。     

混流式水轮机转轮流场单向、双向流固耦合数值的分析比较研究

针对水轮机转轮单向流固耦合和双向流固耦合计算结果的比较问题,建立了精确的水轮机流场及结构场模型,分别对低水头、低转速和高水头、高转速两种工况下转轮单向、双向流固耦合进行了数值模拟。对比了两种工况在单向、双向耦合时转轮表面流体域的最大压力、最大速度及转轮结构域的最大应力、最大应变、最大总位移,最后结合流固耦合公式对计算结果作了进一步的分析。研究结果表明,在使用单向流固耦合进行数值计算时,流固耦合作用越强,则计算偏差越大;通过同一流场和结构场的单向流固耦合和双向流固耦合计算值对比可知,无论是流体域还是结构域的计算值,相同节点的单向耦合计算值均小于理论上更为精确的双向耦合计算值。     

残疾旅客登机车动态特性分析

这里运用I—DEAS建立了残疾旅客登机车的有限元模型，对所建模型进行了模态分析，并进一步分析了模型在液缸换级和承受风载荷时的动态响应。     

基于ANSYS的水轮机转轮流固耦合分析

为了得到水体作用下的混流式水轮机转轮的应力分布规律和变形特征,应用ANSYS有限元分析软件,采用流固耦合分析方法对某混流式水轮机转轮进行了分析。通过建立全流道分析模型,得到了转轮叶片上准确的水压力分布。将流场计算结果应用到结构场中,对转轮不同工况下的刚、强度进行了计算,得到了转轮精确的结构应力和变形。计算结果表明,该转轮在水体作用下最大应力值小于材料许用应力,能够满足强度设计要求;变形量小于设计预留间隙值,保证了转轮在运行时不会与止漏环内表面刮擦,从而引起止漏环脱落;转轮部件的应力数据对准确评估转轮使用寿命具有一定的实际意义。     

机床整机的动态特性分析

采用用户自定义矩阵单元来处理机床结合部的接触问题,在商品化软件平台上建立了机床整机的有限元模型,并对其进行了动态特性的分析。运用该方法来进行结构的性能预测,已用于工厂对机床的结构改进设计中。     

基于MW级风力发电机塔架的有限元分析

讨论了MW级风力机塔架的有限元静力及稳定性建模分析和有限单元类型的选取及计算方法,并以1.5MW某风力发电机塔架为例,对风力发电机塔架结构进行了静力分析和稳定性分析.得出塔的截面按照变截面来进行设计是合理的,分段式塔架是一种合理的结构,各段塔架所受应力不等;塔架稳定性取决于其一阶屈曲临界载荷,荷载作用下塔架的应力最大处并不一定就是其屈曲薄弱点,而应力较大且挠度较大的薄壁部位,是发生屈曲失稳的危险点.     

微型机床的结构动态特性分析

利用有限元和实验的方法,对微型机床试验台进行了结构动态特性分析。通过实验测试数据与理论计算结果对比分析,验证了有限元模型的合理性,并对测试及计算中造成误差的因素进行了讨论,为后续的微小型化机床系统动力学研究奠定基础。     

Research on the dynamic characteristics of a turbine flow meter

In the hardware-in-loop simulation of aero-engine control system where the real fuel regulator is engaged, it's crucial to measure the real-time flow rate. In view of this, a flow meter with high precision and fast response is important. In this paper, modeling and experiments are conducted to verify the dynamic characteristics of a turbine flow meter (TFM). For the modeling part, driving torque and resistance torques are analyzed to derive the kinetic equation of TFM. Simulation with the kinetic equation shows good dynamic performance of TFM. In experiments, a workbench is designed to generate step-type flow and sine-type flow for identification in time domain and frequency domain. Results show that the settling time for TFM is no more than 100 ms and its band-with is over 4.61 Hz. Compared with the settling time of a main fuel valve and the band-width of a main fuel control loop, that is, 1.2 s and 2 Hz respectively, TFM is considered to be adaptive to measure the fuel of aero-engine.     

The study of structural system dynamic problems by recursive estimation method

This paper presents the recursion-relation algorithm to determine the input forces of beam structures and the individual node displacement. The system state equations of the beam structures are based on the average acceleration method, and a dynamic beam matrix equation is constructed by using the finite element method. Implementation of this method involves handling various systems' parameters such as the measurement noise, the modeling error, and the external disturbance. The Kalman filter is used to predict the applied forces and adjusted at each time step according to the measured dynamic response data of structures. The estimator employs a recursive least-squares algorithm to compute the magnitudes of the impulsive loads. The accuracy of the present method is demonstrated by the numerical simulations for loads applied along the axis of a beam on different time frames.     

空压机系统冲击动力特性有限元分析

构造船用空气压缩机系统各零、部件及整机的实体模型,建立系统的冲击动力分析有限元模型。应用I DEAS软 件计算了空压机系统的固有特性、约束模态和冲击动态响应,给出各自由度方向加速度冲击载荷作用时系统的振动响应 及动态应力,为确定船用空压机的抗冲击能力及减振装置的合理设计提供了理论依据。