汽轮机自带围带叶片整圈连接的接触分析

建立了汽轮机自带围带叶片整圈连接的数学模型,提出了计算围带接触"紧度"的模型与方法.以某1 029m叶片为例,借助通用有限元软件ALGOR,用接触分析方法对不同转速下围带之间的接触"紧度"进行了计算和分析,考察了离心力对围带接触"紧度"的影响;着重考察了在额定转速下初始间隙δ、围带接触面与周向的夹角α对围带紧度的影响.分析结果表明,随着α的增加接触紧度减小,初始间隙和离心力对接触紧度的变化起主要作用.为整圈连接阻尼叶片的设计及优化提供了理论指导.     

大功率汽轮机高温叶片蠕变特性数值研究

近年来汽轮机朝着大功率、高参数方向快速发展,汽轮机进口蒸汽温度不断提高,导致叶片的工作环境进一步恶化.叶片作为汽轮机的核心部件,其安全性直接影响汽轮机机组的运行状况,因此研究高温条件下叶片的强度和蠕变特性非常重要.以某大功率汽轮机高温叶片为例,构造了叶片和叶轮三维有限元模型,采用商用有限元软件ANSYS分析了离心力和温度场共同作用下的叶片热弹性应力及变形;然后,应用诺顿模型分析了该叶片经历100 000 h蠕变历程的应力和应变.建立了完整的汽轮机叶片蠕变特性分析数值模型,研究工作为汽轮机叶片的静强度和蠕变特性研究提供了具体的方法,所得结论对于高温叶片设计具有指导意义.     

叶片整圈振动特性分析及调频优化

为了避免叶片在运行过程中发生共振现象,针对某汽轮机低压次末级动叶片,采用全三维有限元分析方法对整圈叶片-叶轮模型进行振动特性分析。结果表明：初始围带厚度下1阶8节径振型在工作转速范围内出现“三重点”共振,不满足频率避开率要求,容易发生共振,需要进行调频改进;通过改变叶片围带厚度和围带接触面长度进行调频优化,并通过试验验证了调频后“三重点”转速与工作转速避开率满足要求,调频方案有效。     

汽轮机松拉筋整圈连接叶片组的运行经验

本文介绍了我们开展松拉筋叶片组振动试验以及在叶片事故后的改进中采用松拉筋的体会,供有关方面参考.     

核电汽轮机1710 mm末级长叶片整圈振动特性分析

分别用专用计算程序GRPBLD和大型有限元程序Abaqus对1710 mm低压末级动叶片的整圈振动特性进行了分析,两种计算方法均准确地预测了1710 mm叶片的三重点共振区域,保证了动频试验的圆满完成,证明通过其设计的1710 mm叶片是成功的,设计方法是有效的。     

核电汽轮机1710mm末级长叶片整圈振动特性分析

分别用专用计算程序GRPBLD和大型有限元程序Abaqus对1 710 mm低压末级动叶片的整圈振动特性进行了分析,两种计算方法均准确地预测了1 710 mm叶片的“三重点”共振区域,保证了动频试验的圆满完成,证明通过其设计的1 710 mm叶片是成功的,设计方法是有效的.     

整圈松拉金叶片组异相振动振型特性与共振应力分析

本文计算分析了整圈松拉金叶片组异相振动沿叶高方向的振型特性以及整圈连接后由于共振振型与自由叶片不同而引起的应力水平的变化,对于扭曲叶片给出了计算实例,对于直叶片的切向振动讨论了一些性质规律。主要结论如下:(1)整圈叶片组异相振动振型特性以及相对应力分布等随拉金和叶     

拱型围带整圈连接叶片组固有频率计算和调频探讨

采用有限元法计算拱型围带的刚度并识别其与叶片连接处的边界条件，沿用叶片弯扭耦合振动和整圈连接传递矩阵理论，建立了拱型围带和拱型围带加松拉筋结构整圈连接叶片组固有频率计算模型方法。并比较了实物动，静频的计算和实测结果，表明二者吻合较好。对此类结构叶片的调频作了深入的研究，提出了调频方法。     

单叶片强度分析及整圈叶片动频计算

根据国内外同行多年设计经验,综合考虑安全性、经济性与工艺性,设计了1200mm长叶片的结构。在此基础上,应用有限元方法,建立了单叶片的有限元模型,在3300 r/min超速运行条件下,分析了叶片的静应力。计算结果表明,在超速情况下叶片强度是安全的;应用有限元商用软件ANSYS,采用接触边界法,建立了整圈叶片模型,计算了整圈叶片的动频率,得到叶轮的三重点共振转速M3为2802 r/min,由于叶片的工作转速为2820 r/min~3 090r/min,因此在该区间无三重点共振,叶片振动是安全的。     

透平机械整圈自由叶片的随机失谐振动特性研究

首先建立了失谐叶片-轮盘的数学模型,以模态综合法为基础给出了失谐叶片-轮盘的模态问题计算方法;并利用某压气机叶片-轮盘对该方法进行了验证。与ANSYS软件对比,前300阶固有频率最大偏差为0.62%,在计算区间的位移响应最大偏差为3.45%。然后研究了标准差为0.01的随机失谐现象,最大位移幅值响应曲线的带宽从谐调时的2Hz左右扩展为10Hz左右,振动出现了明显的局部化现象,表明失谐容易使叶片过早出现高周疲劳,严重影响了叶片的安全性。本研究获得的随机失谐自由叶片振动特性分析结论,可以为整圈叶片在实际气流激振力作用下的振动安全性考核提供参考。     

围带结构对整圈自锁叶片振动特性的影响

从围带结构的基本参数(围带的厚度、宽度、倾斜角、相邻围带接触面之间的接触角和接触间隙)入手,采用数值分析方法探讨了整圈自锁阻尼叶片的振动特性,得到了围带结构各参数对振动特性的影响,其中围带厚度方面的结论与试验测量结论一致.分析结果表明,围带结构的基本参数对整圈叶片结构的三重点共振点的影响具有一定的规律性;叶片振动特性分析对整圈自锁叶片的设计具有指导作用.     

阻尼连接叶片的动力特性研究

研究了干摩擦阻尼器对阻尼叶片动力特性的影响。带有阻尼结构的叶片是一个非线性动力系统。文中推导了干摩擦阻力的实用矩阵表达式，给出了相应示眦非线性动力问题的有限元方法。根据文中所给的方法分析了２例正在服役的叶片，从分析结果总结出了影响阻尼叶片动力特性的阻尼器的主要参数，并得出：由于采用了阻尼结构，激振力的频率和幅值都可以影响阻尼叶的振动特性。     

基于循环对称边界的整圈自锁阻尼叶片频率分析

整圈自锁阻尼叶片由于其系统结构的复杂性,若应用有限元软件对整个叶片-叶轮系统进行分析计算,计算规模过于庞大。本文引入了循环对称算法,并根据其相邻叶片围带锁紧面存在间隙的特点,确定新的循环对称结构,利用有限元分析软件Abaqus对叶片进行了分析计算。计算结果表明,合适地定义循环对称边界,可以大大减少分析计算的时间,且计算结果可以满足工程设计的要求。     

核电汽轮机整圈自锁叶片二阶动频的调频分析

重点探讨了核电汽轮机整圈自锁动叶片动频调整手段,通过计算和试验对比分析表明,采取改变叶片拉筋特征尺寸的办法,对二阶频率调整是简单而有效的,并最终确定了长叶片的拉筋特征尺寸。试验表明,核电汽轮机长叶片的设计是成功的,叶片能满足机组安全运行。     

复杂阻尼结构对910mm整圈自锁叶片振动特性的影响

对整圈自锁叶片的围带与凸台的结构进行优化,可以有效地提高叶片刚度,减小应力,从而提高汽轮机运行的安全可靠性。但是另一方面在汽轮机变转速过程中,围带和凸台的自锁状态会对叶片动频造成重要的影响。本文以910mm整圈自锁叶片为例,通过计算对叶片围带和凸台的自锁情况进行了考查,其结果得到了试验测量的验证。     

基于振动特性的高温管线蠕变损伤的识别

以高温主蒸汽管线为例,应用有限元方法分析了大型高温管系在实际工况下的应力情况、蠕变损伤特点以及基于振动特性的损伤识别.以典型弯管为例,分析了在不同损伤情况下高温管道的振动模态变化特性.结果表明:在微小损伤的条件下,高温直管/弯管的频率变化较小,考虑到实际测量噪声的影响,单纯从结构的固有频率变化来识别微小的损伤是比较困难的;通过分析冲击响应的变化可以判断是否已经出现损伤,尤其是在损伤大于30%时,弯管对冲击响应的变化非常明显.     

新型整圈自锁围带调节级叶片设计

介绍了新型整圈自锁围带调节级叶片的设计方法,通过分析3个主要参数β、δ和θ对叶片和轮缘的强度影响,得到最优值.装配完成后在高速动平衡机上做低速、高速和超速动平衡试验,达到了整圈围带自锁效果,满足设计要求.     

整圈自锁叶片的有限元分析方法研究-频率计算

在当前的汽轮机市场应用中,整圈自锁叶片是较为先进的一种长叶片结构形式,但对其设计和分析具有一定难度.目前在应用CAE/FEA软件对汽轮机整圈自锁叶片进行结构分析时,仍然存在一些有待澄清的问题,结果的准确性也需要进一步的确认.本文从整圈自锁长叶片的有限元分析方法入手,着重对前处理以及分析过程中的参数设置进行了探讨,并将有限元数值模拟的结果和试验结果进行了对比,发现在参数设置得当的前提下,FEA手段能够得到和测量结果符合良好的计算结果.     

整圈阻尼叶片的有限元分析方法研究——稳态应力计算

整圈阻尼叶片是汽轮机动叶片中较为先进的一种长叶片结构形式,其结构强度较高,但是对其进行精细化设计和分析具有一定难度。目前在应用FEA软件对汽轮机整圈自锁阻尼叶片进行结构分析时,仍然存在一些有待澄清的问题,计算结果的准确性也需要进一步的确认。本文承接上篇关于整圈阻尼长叶片频率计算的有限元方法,着重对叶片的应力分析过程中涉及的前处理以及求解过程中的参数设置进行了探讨,希望能够对叶片设计工程师的工作提供参考。     

复杂连接形式的汽轮机长叶片振动特性研究

利用空间扭曲梁的有限元模型，对带有复杂连接接件形式的汽轮机扭央长叶片的振动特性进行敢计算分析。介绍了一种降阶技术用于解决采用阻尼拉金成圈结构时计算量太大的困难。在此分析基础上，对８５１ｍｍ叶片进行了计算，获得了比较满意的结果。