超临界二氧化碳透平叶根轮槽结构优化设计

针对10 MW超临界二氧化碳透平机组,对其T型叶根轮槽型线进行优化,通过理论分析得到优化后叶根轮槽接触面的变化角,采用有限元法对优化前后T型叶根轮槽的应力分布情况进行了比较;同时分析了叶片预扭机理和转子变形量的影响因素,提出一种优化T型叶根菱形中间体结构的方法.结果 表明:优化后的轮槽峰值应力比优化前略有提高,叶根的峰值应力明显下降,叶根的应力集中情况有所改善.     

T形叶根短叶片的振动特性研究

本文通过B1.5-24/3汽轮机第一列叶片的断裂事故分析,讨论了T型叶根短叶片的振动特性,并用静态和动态叶片测频试验证明,叶根的动态松动是造成该列叶片事故的确切原因。最后用有限元分析程序计算该列叶片的自振频率,并应用边界单元模拟叶根的夹紧力,从而求得频率-夹紧力曲线,其结果和试验曲线非常一致。这使我们在叶片设计阶段有可能预先估算叶根松动对T形叶根短叶片振动特性的影响,使之在运行时能避开危险的共振区。     

叶片枞树型叶根加工

论述了叶片枞树型叶根的铣制与缓进给强力磨削情况。     

三齿枞树型叶根轮槽型线优化设计

汽轮机末几级长叶片的叶根轮槽强度,对于汽轮机运行的安全性而言至关重要。对现有的三齿枞树型叶根轮槽型线进行了优化,并对优化后叶根轮槽的应力分布进行分析,对比了叶根的应力集中因数,评估了叶根轮槽相对滑移量以及叶片振动频率的变化,分析了叶根与轮槽的配合间隙,绘制出了优化后的叶根轮槽型线图。结果表明,优化后叶根的峰值应力与优化前相当,内弧侧与背弧侧的应力水平趋于一致,轮槽的峰值应力明显下降,叶根的应力集中因数均布情况有所改善,优化方案对叶片的振动频率影响较小。优化方案能够明显改善叶根轮槽的强度,并已成功用于已投运的实际工程项目。研究成果可为高转速汽轮机末几级长叶片的结构设计提供参考。     

透平机械枞树形叶根轮缘优化方法研究

枞树形叶根广泛应用于燃气轮机和大功率蒸汽轮机叶片,叶根的结构在一定程度上影响着整个叶片的安全性。本文基于参数化语言APDL,利用有限元软件ANSYS对具有复杂三维接触的枞树形叶根轮缘进行优化。以接触面倾斜角为优化变量,首先采用随机搜索方法得到较小的合理解范围,然后使用零阶算法和一阶算法分别进行优化分析,得到了接触面倾角最优值,使叶根轮缘的最大等效应力最小。优化结果表明在本研究中,初值对零阶算法影响不大,对一阶算法的收敛存在一定影响。通过优化前后结果对比,发现当接触面倾角从初始设计的25°变为最优值40.75°时,叶根及轮缘的最大等效应力分别减少了0.82%和11.2%。本文方法可以为枞树形叶根轮缘部分设计提供理论支持和基础数据。     

基于“应变-载荷”模型的大型风电机组叶片载荷识别研究

为了解决风电机组运行过程中叶片载荷在线识别的难题,提出一种基于叶根应变测量的风电机组叶片载荷识别方法。开展叶片属性参数对应变单因素影响分析,基于此设计多因素联合影响正交试验,并利用回归分析来获取叶片属性参数与应变之间的关系模型。在回归分析过程中采用"显著性"判定进一步得到回归修正方程。充分考虑多重载荷的影响建立叶根应变与叶片载荷之间的关系模型。以某43 m长风电叶片为例构建出风电机组三维实体模型,利用CFD和ANASYS数值仿真软件对叶片上分布载荷和叶根应变进行分析。然后,将模型计算结果与有限元仿真结果进行对比分析,佐证所提出"应变-载荷"模型的可行性。     

振动下传对T型叶根三联叶片模态阶序的影响

采用三维8节点非协调单元有限元模型,对汽轮机调节级T型叶根三联叶片在静止和工作状态下的振动特性进行了计算分析.计算中考虑了工作状态下温度的影响和离心力作用使得轮缘周向尺寸增大,造成叶根松动,导致振动延伸到叶根部分的情况.计算结果表明：振动下传不仅导致旋转状态下的固有频率小于相应的静止状态下的值,而且由于叶片参振结构和质量的重新组合,导致叶片模态阶序发生了转移和变化.在静止时,叶片的第1阶固有振动为切向振动,第2阶固有振动为轴向振动,而旋转状态下,第1阶固有振动变成了轴向振动,第2阶固有振动变成了切向振动.图6表1参5     

基于Sine-SSA-BP神经网络模型的风机叶根载荷预测

针对风机叶根载荷影响因素复杂、计算量大、非线性和强耦合,采用传统数理分析方法难以建模的问题。文章首先分析了叶根载荷的主要影响因素,并结合多元回归模型建立载荷预测模型;然后采用Bladed对2MW风机实验所得仿真数据划分训练数据集和测试数据集,并利用所得数据对Sine混沌映射改进麻雀算法优化的BP神经网络（Sine-SSA-BP）预测模型进行训练,使用训练后的模型进行叶根载荷预测;最后将预测结果与测试数据、BP神经网络预测模型和极限学习机（ELM）预测模型的预测结果进行对比分析。结果表明,Sine-SSA-BP预测模型性能更佳,预测精度更高,验证了所提方法的可行性和有效性。     

汽轮机叶片损坏原因分析

就某电厂汽轮机叶片损坏原因进行了分析，结果表明，叶片材料的Ｃｒ含量偏低且分布不均匀，容易引起腐蚀疲劳裂纹，较高的装配应力加剧了叶根直角沟槽的应力集中，从而导致早期腐蚀疲劳纹萌生，造成叶片断裂。     

风力机叶片叶根优化方法研究

利用CFD商用软件对叶根优化前后的两支叶片进行数值模拟,通过对比分析发现,叶根优化后,叶片的气动性能明显增加.考虑到叶片与轮毂、机舱、塔架的相互关系,将叶根进行适当的调整,最终使发电量增加1.5%.为机组的优化设计以及后期叶片改造提供依据.     

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。     

Straight-Leaned Blade Aerodynamics of A Turbine Nozzle Blade Row with Low Span-Diameter Ratio

IntroductionIt is well known that a wide variety of approacheshave been tried for improving efficiency' oftUrbomachinery. One of them is to use pitch-wiselyleaned and skewed blades. Deich, Filipov and Wang["'](1962, 1964) proposed the concept of using sabershaped blades. Due to rapid progress in computertechnology and adVance in computational fluidmechanics there has been the possibility for designersto confirm the effectiveness of various threedimensional blade design versions in just a rel…     

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。     

叶片高频淬火

对７００ｍｍ末缘和４６０ｍｍ次末级叶片进汽边局部高步各的工艺方法、淬硬区的技术要求、主要工艺参数、淬硬层的金相组织、淬火热影响区的分布等方面作了较为全面的说明。本文提供的资料表明：叶片采用高频感应淬火,提高了叶片水蚀区的敏感硬度,能显著改善叶片的抗水蚀,且工艺简单,成本低廉,是叶片抗水蚀有效而经济的手段。     

向心透平的叶片造型设计

介绍向心透平叶片的造型设计及探讨一些设计技巧。     

汽轮机叶片样板设计

就汽轮机动、静叶片型线样板的设计规范、规则、方法及特殊要求做了详细的论述 ,同时对变截面叶片的成形规律及判别方法进行了介绍     

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。     

双层围带侧装式调节级动叶安全性设计

对侧装式调节级动叶的强度振动计算分析及其应用范围进行了介绍,并对部分进汽时进汽喷嘴的布置方法提出了建议.     

叶片热弹耦合场分析

为了准确计算叶片在多场耦合条件下的应力及动力特性，在考虑与热源、热力学物性常数及换热边界条件的同时，还要考虑到弹性变形应变率的影响，及其相互的耦合作用。根据叶片的几何形状，把叶片模拟为板，并通过热弹性理论基本方程导出板的非线性热弹耦合振动基本方程，用有限元法计算了某实际叶片的热弹耦合应力值，并与非耦合情况作了比较，得出了叶片在耦合条件下热应力的影响是主要的结论，在设计中应予以注意。     

预应力条件下涡轮叶片模态分析

针对带有叶冠的某氦气轮机一级动叶,基于有限元计算软件ANSYS9.0建立了有限元模型,利用分块Lancgos方法分析了带有叶冠的涡轮机叶片的固有频率,计算比较了叶片材料密度、弹性模量、泊松比对涡轮机叶片固有频率的影响,得出了各种条件下叶片特定点处的位移.计算分析了旋转状态对涡轮叶片固有频率及叶片振动最大位移的影响.计算结果表明,叶片的旋转状态会对叶片的振动特性发生比较大的影响,离心预应力会使叶片固有频率变大,最大振动位移也有增大的趋势.