超超临界汽轮机末级动叶接触及振动特性分析

针对超超临界汽轮机末级动叶普遍采用的凸台式阻尼拉筋、整圈自锁扭叶片结构,建立了三维非线性接触模型,采用有限元软件对某汽轮机叶片的强度及振动进行数值模拟,分析了拉筋间及围带间不同安装间隙下叶片的扭转变形,并基于设计的间隙值,得到了围带及拉筋的接触状态随转速的变化规律以及非线性接触对振动特性的影响.结果表明:拉筋间及围带间的非线性接触对叶片的扭转变形和动频影响较大,可以通过调整围带、拉筋结构及其安装间隙来改变叶片的刚度和频率.     

超临界500MW汽轮机末级960mm叶片离心应力分析

对某超临界500MW汽轮机低压末级960mm叶片在工作转速及超速转速下的离心应力进行三维有限元分析，计算考虑了叶片大变形时几何非线性的影响。结果表明：该叶片有着较高的离心应力水平；围带自锁状态下内弧表面的最大离心应力发生在外拉筋孔截面的拉筋孔靠进汽侧处；拉筋孔特别是外拉筋孔处的离心应力对围带的状态较为敏感。     

具有整体围带和凸台拉筋汽轮机长叶片阻尼振动特性实验研究

阻尼围带和凸台拉筋结构在大型汽轮机叶片中被广泛采用来增加叶片阻尼,降低其振动应力.设计并建造了阻尼结构叶片振动特性实验台,对一具有阻尼围带和凸台拉筋汽轮机长叶片的阻尼器接触面施加不同转速下的正压力进行了振动特性测试,得到了不同转速正压力下叶片的频响曲线和模态阻尼比.试验结果表明:只有围带接触时,随着转速的增加,叶片模态阻尼比先增后减;围带和拉筋都接触时,也存在同样的现象.当转速大于2 600r/min后,叶片的共振频率基本不变且模态阻尼比与自由叶片时基本一致.     

瑞士BBC公司调节级叶片及等截面叶片的特点

瑞士BBC公司通过长期设计和制造汽轮机积累了丰富的经验,形成了一套系列结构,成为当今世界三大汽轮机派别之一。本文主要介绍该公司汽轮机叶片的焊接和预扭安装的特点,这些特点既可提高叶片强度,又可改善振动特性,且结构简单可靠。一、调节级叶片BBC公司调节级叶片基本上分为两大类型:大功率汽轮机调节级叶片为焊接型式,小功率汽轮机调节级叶片为轴向安装纵树型叶根,围带装有整圈阻尼拉筋。功率分界线为100MW左右。1、大功率汽轮机调节级叶片BBC公司大功率汽轮机调节级叶片是     

基于KBE叶片快速设计方法的研究与实现

复杂产品设计过程是不断迭代反复的过程。为解决汽轮机叶片设计效率低,从汽轮机叶片结构及设计过程出发,定义叶片设计过程向导;提供自动处理叶片型线方法,实现叶身的快速设计;根据叶片结构特点,采用特征设计技术,快速定义叶根、拉筋、围带;基于动静叶片依赖关系,实现动静叶片之间、叶身、叶根、中间体之间的相关性设计;按照叶片设计中气动、强度要求,实现叶片设计与分析的自动优化。以汽轮机某型号叶片为例,在自行开发的叶片快速设计系统上验证本文提出的方法,结果表明,叶片设计效率得到很大的提高,提出的叶片快速设计方法有效可行。     

叶片频率计算方法研究

采用有限元法模拟计算汽轮机中短叶片的整圈频率时,可能遇到计算模型无法形成整圈的情况。尝试采用叶片围带穿拉筋和设置围带接触面过盈的方法使计算模型形成整圈结构,并对已有的某级叶片测频结果进行对比分析,发现设置围带接触面过盈的方法能较好地反应叶片的整圈频率变化趋势。     

1 200mm叶片的非线性摩擦减振特性

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,其中静叶为变截面空间三维弯扭联合成型叶片;动叶为考虑大变形、附加动应力最小的变截面空间反扭成型叶片;动叶的拉筋和围带设计成自带凸台拉筋和自带围带整圈软联接;叶根方案确定为斜四齿枞树型。在此基础上采用固定界面模态综合法计算了整圈叶片的非线性振动响应。设计与计算结果表明:采用自带凸台拉筋和自带围带整圈软联接结构形式的1200mm长叶片,在外激振力作用下,具有良好的摩擦减振性能。     

325MW汽轮机末级动叶片Z型拉筋凸台及拉筋孔加工

论述了325MW空冷汽轮机低压第6级(末级)动叶片结构新颖的Z型拉筋凸台及凸台拉筋孔的加工工艺。文章从分析该叶片汽道内、背弧面上的拉筋凸台及拉筋孔的结构人手，结合东汽实际情况，分别对叶片内、背弧拉筋凸台的型线、凸台端面以及拉筋孔的加工进行了分析，提出了切实可行的加工工艺方案。     

用传递矩阵法分析汽轮机轮系耦合振动特性

给出了传递矩阵法计算汽轮机叶片—叶轮系统耦合振动特性的力学模型。模型中考虑了影响叶片—叶轮系统耦合振动特性的各种主要因素。针对汽轮机叶片—叶轮系统的具体结构,给出了叶片连接件围带及拉筋的处理方法,因而对各种结构的叶片—叶轮系统都具有很强的适应性。应用编制的相应实用计算程序,计算结果与其它计算值及实测值进行了比较,证实精度良好,满足工程需要。     

变转速500mm叶片的强度振动有限元分析

应用有限元软件ABAQUS,采用单片及整圈结构的三维实体,以及采用围带、凸台接触面干摩擦作用模型对变转速给水泵汽轮机末级500mm叶片的静应力和整圈振动特性进行计算分析。围带和凸台接触紧力的计算为确定机组的工作转速范围提供了依据。计算表明,在工作转速范围内,该叶片有3个节径的三重点共振点应做进一步的动力响应分析。     

用聚缩阻抗矩阵综合法计算涡轮机叶片_组_振动特性

本文用有限元动态子结构的聚缩阻抗矩阵综合法分析了涡轮机单个叶片和围带、拉筋连接叶片组的自由振动问题,给出了具体计算步骤和计算实例。叶片离散采用八节点曲面超参数壳体单元,所得结果表明,对复杂结构的振动分析,聚缩阻抗矩阵综合法易行且精度较高。     

长叶片相邻围带或凸肩接触转速计算方法

提出用围带或凸肩接触面上的法向作用力来表征叶片相邻围带或凸肩的接触关系,并通过迭代计算接触法向力从0转变为正的临界转速值（即接触转速）．迭代计算中,接触面上的法向作用力由三维接触有限元分析获得,并取上一次有限元分析结果作为本次有限元分析的初始值来提高收敛速度．应用该方法对工作转速为3000r／min的某200MW汽轮机组末级叶片相邻围带、凸肩的接触转速进行了计算．结果表明：迭代7次后接触转速的计算误差小于11．7r／min;该叶片围带、凸肩接触法向力随转速的加快而增大,且在工作转速下达到最大值．     

气冷涡轮转子变叶尖间距性能试验及数值研究

为量化评估工程应用的气冷低压涡轮带冠转子叶片的叶尖间距大小对涡轮气动性能的影响,综合现有涡轮部件试验能力,以单级轴流低压涡轮性能试验件为基础,通过控制圆度的机加方式磨削转子外环内壁以实现叶尖间距的变化,采用控制冷气流量比的方法,开展5次不同叶尖间距大小的涡轮级性能试验,得到多工况下涡轮效率、换算流量和换算功率等特性参数。采用加载冷气及考虑转子叶冠结构的数值模型进行三维仿真计算,并与试验结果对比分析。研究表明：叶尖间距由0.6 mm增加至3.2 mm,低压涡轮流通能力增大1%,叶冠泄漏量增多3.4%,但做功能力下降2.3%。涡轮效率变化与叶尖间距大小近似呈线性关系,叶尖间距每增加1 mm,效率约降低0.7%,同时,叶尖间距的增加导致了叶冠腔的旋涡结构、气流掺混及主流入侵强度逐渐增大,引起动叶总压损失的增大,叶尖间距增加至3.2 mm导致叶间位置总压损失由0.88增至2.3。     

汽轮机末级钛合金长叶片围带接触力分析

大型汽轮机末级钛合金叶片的自锁阻尼围带在运行中会发生接触面磨损的现象,减小了接触面之间的接触紧力,导致叶栅整体性和刚性削弱,对叶栅的阻尼减振效应产生了负面影响.为更好地分析和了解这一问题,建立了末级长叶片整圈阻尼围带的接触力分析模型,可对不同结构、不同磨损状态的长叶片围带接触紧力进行定量分析.用有限元方法对该模型进行了...     

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。     

200MW机组中压转子末级叶片拉筋改进

介绍了邯郸热电厂200MW机组大修中，中压转子末级叶片组频率落入危险的共振区。为保证叶片组频率的合格，对中压转子末级叶片拉筋进行了改进，由成组焊接拉筋改成整圈松拉筋型式，使汽轮机的经济性，安全性和大修工期都得到了可靠的保证。     

有限元技术在空冷汽轮机长叶片设计中的应用

首先采用有限元技术对某空冷汽轮机低压末级长叶片的整圈振动特性进行计算,随后时由整圈自锁长叶片围带和凸台不同接触间隙造成整圈振动特性的变化进行了数值分析,最后对空冷低压长叶片各个部分的强度进行了分析.有限元计算结果与动频试验的结果偏差很小,强度计算结果也满足设计规范的要求.这些先进计算技术的应用,大大缩短了长叶片的研发周期,保证了空冷低压长叶片的安全运行.     

长叶片考虑约束预扭的扭转恢复计算

传统的长叶片扭转恢复计算是以自由叶片为模型的，它已不适合目前应用较广的整圈连接叶片结构。建立了适合围带和拉筋整圈连接结构的长叶片考虑约束预扭的扭转恢复计算模型，给出了各种约束条件的求解方法和典型算例。     

汽轮机叶片三维参数化特征造型研究

针对汽轮机叶片的结构特点,提出了叶片参数化建模的特征分类形式,采用CSG与B-rep共同构造了叶片的三维实体。然后利用这一技术开发了汽轮机叶片的参数化特征造型系统,其中采用Visual C 开发了良好的人机界面,并使用OpenGL图形技术进行叶片造型显示。以某汽轮机低压缸围带双倒T叶根扭叶片为例阐述了参数化特征造型的思路,并展示了该造型系统的一些功能。该三维参数化特征造型方法不仅可以应用于汽轮机叶片,也可以应用于其它一些典型结构件的参数化设计,为进一步进行有限元分析以及数控加工奠定基础。