浅析汽轮机叶片动应力的影响因素

叶片在汽轮机中承担着将蒸汽的热能转化成机械能的重要任务,是汽轮机中最精细、最重要的零件之一.叶片在极苛刻的条件下承受离心力、蒸汽力、蒸汽激振力、腐蚀、和振动以及湿蒸汽区水滴冲蚀的共同作用.而在这其中,叶片所受的动应力起着重要的作用.本文则对叶片动应力的影响因素进行了简单分析.     

大型空冷汽轮机叶片动应力分析

提出了一个整圈叶片动应力的简化计算模型,采用该简化模型和瞬态有限元方法计算了空冷汽轮机末级动叶片的动力学响应,分析了不同工况下的动应力值.同时采用谐响应分析方法研究了叶片危险点在不同激振频率下的位移响应,得出在设计空冷机组叶片时应考虑避开第4~7阶共振频率的结论.     

汽轮机带冠叶片阻尼振动特性的有限元分析

根据汽轮机叶片外形特点,在3D建模软件Solidworks中建立Z型叶冠单叶、成组叶片及整圈叶片的实体模型,通过ALGOR软件的机械运动仿真（ MES ）功能,计算带冠叶片组在不同冠间间隙、不同激励频率和幅值下的碰摩减振规律特性,并对所得结果进行分析。结果表明：通过冠间相互碰摩可有效减小叶片振动,当冠间间隙介于0．2 mm到0．5 mm之间时,碰摩减振效果最好;外部激振力对旋转产生的动应力影响较小,在特定的间隙值下,随激振力的变化叶片应力峰值变化较小。这些结论对汽轮机末级叶片的设计有重要的指导意义。     

循环对称结构动应力计算的一种工程处理方法

为了计算空冷汽轮机末级叶片的动应力,为工程设计提供依据．根据波传播理论和叶盘系统结构及其激振力特性,提出了求解瞬态动应力的循环对称计算方法．通过在扇区边界施加循环对称边界条件,将计算从时间域转化为空间域,间接实现了动应力计算,且在保证计算精度的前提下,提高了计算效率．     

关于动应力强度因子的有限元分析

本文用三角形四分点元及J(t)积分两种有限元方法进行了动应力强度因子的计算机分析.结果表明,前者采用较少单元即可获得比较满意的结果,而后者可获得更高精度的KI(t)值.     

汽轮机叶片阻尼涂层减振研究

研究了汽轮机叶片镀金属薄膜后叶片的阻尼减振性能，将汽轮机叶轮合理简化后通过ug软件建模，运用ANSYS软件，对相同厚度的铝、钛、铝钛薄膜叶片试件及不镀膜的叶片试件等4种模型的整体叶盘进行模态分析，得到振型图和固有振动频率，从整体上观察叶轮的易损部位；对单个叶片进行谐响应分析，进一步分析4种叶片在外加同一载荷情况下的形变量，讨论其阻尼减振效果。结合实验结果，利用动态机械热分析仪（DMA），对镀铝、镀钛、先镀铝后镀钛处理的试件及不镀膜试件进行分析，检测涂层的阻尼性能。结果表明，镀膜后的叶片各阶模态的形变量均小于未镀膜叶片，对叶片镀膜具有一定的减震阻尼效果。     

汽轮机叶片叶身的无损检测

运行中的汽轮机叶片往往由于叶片制造工艺不良,设计不科学,材料不符合要求等因素的影响造成叶片断裂事故的发生,严重威胁着汽轮机的运行安全.同时,工作在高温、高压蒸汽恶劣环境下的汽轮机叶片承受着高的离心力和复杂的激振力.如果叶身内部存在裂纹等缺陷,高速运行后就会出现机械性能差,极易导致大事故.因此,对叶片进行预防性检查是确保机组安全运行的重要手段.为了提高检测的准确性,许多单位做了大量的试验研究,形成了几种不同的检测方法,主要有:渗透探伤、磁粉探伤、超声波检测、金属磁记忆检测、涡流探伤等.无损检测技术对汽轮机的安全性与经济性具有重大的意义.本文概述了无损检测技术,阐述了汽轮机叶片叶身的无损检测技术.     

求解结构动应力有限元方法的新探讨

利用常规有限元方法，结合数值计算方法对振型函数进行［Ｌ］算子的微分计算，从而可方便迅速的得到了复杂结构动应力响应，通过算例计算表明该方法具有较高的精度，较一般的动态有限元具有通用性强、计算简单等特点     

复杂结构动应力分析的FEM—BEM耦合法

本文提出了计算结构动应力的ＦＥＭ－ＢＥＭ耦合法，具体地建立了边界元子域的边界位称，面力及体力等的处理方法。算例表明，本文的方法具有程序实施简例，     

涡流检测技术在汽轮机叶片中的应用

通过大量的理论分析及实验研究,将涡流检测技术成功地应用于汽轮机叶片检测中,为工程提供了机器及设备安全运行的可靠依据。     

汽轮机叶片的数控砂带磨削轨迹研究

针对目前CAD/CAM软件中无法实现数控砂带磨削轨迹的问题,利用已经广泛使用的CAD/CAM软件中的汽轮机叶片铣削轨迹转化为数控砂带磨削轨迹.介绍了从数学模型建立,到铣削轨迹、磨削轨迹的研究过程,通过相关分析、计算、参数设置以及步距调整、刀具中心调整等,详细阐述了数控砂带磨削轨迹的生成.结果表明,该研究为数控砂带磨削仿真提出了一种新的方法.     

高速铁路路基动应力沿深度的衰减规律

随着中国高速铁路建设的全面展开,为了合理选择高速铁路路基填料,并减少路基沉降,掌握路基动应力沿深度的衰减规律,进而获取路基一定深度的动应力大小的数据是十分必要的.本文运用Boussinesq理论计算发现,理论计算结果与秦沈客运专线路基实测数据很相近,说明理论计算与实际测量之间有着非常好的吻合程度,从而验证了通过理论计算获取数据的可行性,为不能实际测量的路段获得高速铁路路基动应力沿深度衰减规律提供了一种有效手段.     

冲击动应力实验装置研制

介绍了一种冲击动应力测试的力学实验装置和测试系统,该装置兼顾了静态与动态的测试特点和要求,说明了静应力与动应力的关系.应用动态应变测试技术,通过测出动应变计算动应力,验证应用动荷系数法所求得的理论结果.该装置可以用于开设力学综合性实验.     

基于有限元方法的汽轮机叶片动强度评估

为克服Campbell图在确定叶片共振点时产生的虚假信息给工程设计和分析带来的干扰,采用有限元方法对整圈叶片的固有频率和振型进行了分析计算.在整圈计算结果的基础上,根据共振条件并借助于SAFE图,提出了确定共振点的一般方法.利用该方法对某汽轮机叶片进行了动强度评估分析.结果表明,该方法可用于叶片设计和叶片事故分析.     

汽轮机叶片间流体流动的模拟研究

对超音速汽轮机的叶片间可压缩流体的流动情况进行了模拟研究。在对Giel等人的实验研究结果进行分析的基础上,将转子设计为流向转角为136°和轴向弦长为12.7 cm。通过Fluent软件对各种模型在湍流条件下反射边界情况(RBC)及非反射边界情况(NRBC)进行了二维数值模拟。研究结果对超音速汽轮机的优化设计提供了参考。     

摩托车发动机连杆的动应力分析

基于虚拟样机技术、柔性体理论及模态分析技术,联合运用UG、有限元软件MSC Patran/Nastran与动力学仿真软件MSCAdams,对某曲轴连杆机构刚柔体模型进行动力学分析,得到连杆在工作循环中的动态应力,为连杆的动态疲劳分析提供参考.     

汽轮机末级叶片水蚀的机理及防护措施

水蚀是汽轮机叶片受到损伤的普遍原因之一。本文叙述了叶片水蚀的机理、叶片水蚀的发展和防护方法。     

汽轮机叶片局部激光表面淬火工艺试验研究

对汽轮机叶片进气边局部进行激光淬火工艺试验，研究工艺参数，搭接对硬化层深度，硬度及硬度分布的影响，分析了淬火后的组织特征，结果显示：激光淬火可得到深度为0．25－0.45mm的硬化层，平均硬度为HV588，20％的搭接量可满足实际使用要求。从而，得到符合实际需要的优化工艺，以替代传统工艺。