基于应变场强法的涡轮盘一片疲劳/蠕变寿命预测

针对某燃气轮机动力涡轮工作叶片及轮盘,建立了耦合场及接触有限元模型.选取该装置典型启动过程作为计算载荷,并综合考虑了涡轮盘一片工作时承受的离心负荷、气流力、热负荷,进行热弹塑性有限元分析.根据分析结果,采用应变场强法对盘片危险部位进行了高温低循环疲劳/蠕变寿命预测.结果表明,有限元分析能比较全面精确地反映装置实际情况.因而寿命计算确保了预测的正确性和可信度.     

应变场强法在涡轮盘-片结构寿命预测中的应用

场强法是一种精度较高的随机载荷疲劳寿命估算方法值得深入研究和发展。根据场强法基本原理和某涡轮叶片材料光滑试件和缺口试件的疲劳试验数据,运用有限元分析方法对缺口试件试验进行模拟,推导了材料应变场强的计算公式并得到了材料的场径值。进而对涡轮盘-片结构进行瞬态热弹塑性有限元分析,确定结构危险部位应变场强,结合材料的应变-寿命试验曲线,最终得到了该盘-片结构的疲劳寿命。研究方法与推导过程详尽合理,场强计算公式简单,为预测复杂应力环境下的结构疲劳寿命提供了有益的参考。     

125MW机组转子寿命评估与预测在线监测系统的试验研究

介绍了１２５ＭＷ机组转子寿命评估与预测在线监测系统的开发研制，通过现场试验、分析，认为用高压上缸内壁温度作为寿命计算是可行的。并对机组实际启动、停机及变负荷工况进行寿命损耗计算，是符合实际的，该装置对指导电厂合理运行、延长机组寿命及提高效益有重要意义。     

HG670／140锅炉汽包壁三维温度场应力场分析及调峰优化

利用有限元分析方法对锅炉变负荷运行时汽包下降管接头处的三维温度场及应力场进行了计算分析,并对不同运行工况下的汽包壁的寿命操作进行了估算,据此对ＨＧ６７０／１４０锅炉变负荷调峰提出合理化建议。     

锅炉汽包壁三维热应力及热疲劳分析

利用有限元分析的方法对锅炉变负荷运行时汽包下降管接头处的三维应力场进行了计算分析,并对不同运行工况的汽包壁的疲劳寿命损伤进行了估算。     

混合磁悬浮系统电磁装置的温度计算与降温处理

电磁装置的发热问题是影响磁悬浮系统工作稳定的重要因素之一,本文首先分析了装置的发热机理,采用ANSYS软件建立电磁装置的三维有限元模型,并将装置中动铁芯随大轴旋转时与空气产生的风摩擦损耗包含在模型中.通过瞬态仿真分析,计算出电磁装置的温度分布及温度随时间的变化趋势,由计算结果发现电磁装置长期运行后其内部温度较高,超出了系统内部正常工作的温升允许范围.继而提出冷却方案,即采用冷却管进行散热,并初步设计冷却管的安装位置、形状、参数等.最后进行仿真计算,结果表明其冷却效果非常明显,符合温升允许要求.热分析中计及了热参数随温升的变化.     

离相GIS母线温度预测方法研究

为了弥补现有测温装置只能检测GIS母线表面温度的不足,研究了一种离相GIS母线温度预测方法.利用Kelvin函数计算母线导体与外壳的集肤效应系数,并结合负荷电流计算母线焦耳热损耗;根据传热学原理,综合考虑对流及辐射换热因素,建立能量守恒方程迭代求解母线导体及外壳温度;计算结果与有限元方法以及实验数据的对比表明了该方法的正确性,对于离相GIS母线温度状态检测具有实际意义.     

计及需求侧资源作用的负荷预测模型及应用

智能电网的发展与应用,智能表计装置安装比例的增大,为从需求侧优化用户用电负荷提供了可能,但同时也对已有的负荷预测模型提出了新的问题.提出了一种考虑需求侧资源（DSR）作用的负荷预测模型,该模型能够定量计算DSR对负荷预测的影响及节电效果.通过某110 kV变电站供电区域负荷预测分析,验证了模型的可靠性,为当前电网规划的负荷预测工作提供了有效的工具.     

风电机组偏航系统故障诊断与寿命预测综述

故障诊断与寿命预测技术是掌握偏航系统故障类型、位置、严重程度及剩余寿命的有效手段,对优化运维检修策略、减少运维费用和发电量损失有重要作用。该文中综述了偏航系统故障诊断与寿命预测研究现状,首先,介绍偏航系统常见故障模式和状态监测数据来源与特点;其次,分别评述基于模型和基于数据驱动的偏航系统故障诊断方法研究现状;再次,重点从理论寿命计算和基于有限元分析的寿命预测两方面,对偏航系统部件(如偏航轴承、制动缸和制动摩擦片等)的寿命预测研究现状进行综述;最后,从偏航系统状态监测数据分析、故障诊断、寿命预测和寿命管理等方面提出研究要点及趋势。     

电力电子器件的热疲劳寿命预测

针对功率变流装置中电力电子器件因承受随机波动温度载荷而诱发的热疲劳退化问题,以焊锡层热疲劳失效这种常见的失效模式为例,提出了一种预测电力电子器件热疲劳寿命的方法。以电力电子器件热疲劳退化机理为基础, 首先建立器件的电-热耦合模型,结合运行工况实时预测器件结温及不易直接测量的焊锡层的温度载荷;随后建立器件的热-机械耦合模型,计算不同特征温度载荷周期内累积的塑性形变,作为焊锡层热疲劳寿命模型的输入参数。结合以上两种模型以及Miner线性累积损伤理论即可实现任一工况下电力电子器件热疲劳寿命的预测。末尾举例说明了方法的有效性。     

Finite element method investigation of electrostatic precipitator performance

This paper aims at analysis of the monopolar ionized field in electrostatic precipitator. A numerical model for simulating precipitation of particles in electrostatic precipitator is discussed in this paper. It includes all essential phenomena affecting the process. An iterative finite‐element technique is used to solve Poison's equation. We proposed the introduction of a potential corresponding to the critical minimum ionization field directly in the finite element formulation as a Dirichlet condition. The theoretical migration velocity is obtained by balancing the drag force with the Coulomb force or electrostatic force acting on a particle. We used the model introduced by Cochet for predicting a particle charge. The model assumes that a particle of the same size attains an equivalent maximum amount of charge for a charging time equal to infinity. Particles influence the electrical field, flow field, electrical migration velocity, gas discharge, particle charge and collection efficiency. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

车用永磁同步电机的电磁噪声特性

电动汽车牵引用永磁同步电机要求具有低速大转矩和高速恒功率的运行能力,低速大转矩运行工作点的大电流和高速弱磁导致的磁场畸变可能会导致作用于电机结构的电磁力幅值增大,容易引发较大的电磁振动噪声,从而影响电动汽车的NVH性能。本文基于Ansys多物理场有限元分析平台,研究一台20k W车用永磁同步电机的电磁噪声特性。分别建立电机的电磁场有限元模型和定子结构的3D模态有限元模型,通过仿真得出作用于电机定子齿部的电磁激振力和电机结构的低阶径向模态频率;从电磁力和电机结构两方面分析可能引发较大电磁噪声的主要来源。通过对电机定子结构的振动响应有限元仿真,得到电机定子结构的振动响应频谱;最后通过声场的有限元仿真分析车用永磁同步电机的电磁噪声特性。     

基于三维有限元寻优方法的交流接触器磁系统静态特性分析

通过三维有限元方法分析交流接触器操作电磁铁的静态特性.由于计算中给定的是电磁铁的线圈电压,而有限元计算则是在给定电流条件下进行的,因而必须把电磁场计算与交流电路方程耦合求解.本文采用寻优方法求解该问题,同时用上述方法计算了不同供电频率下的吸力特性.     

浅谈磁通切换型轴向磁场永磁电机有限元计算

为了对磁通切换型轴向磁场永磁(AFFSPM)电机有限元计算过程中电机外围漏磁和剖分精度等问题进行研究,基于有限元计算结果,试制了一台三相12/10极AFFSPM电机样机,并对样机的感应电势进行实测。经过比较感应电势的计算与实测结果,得出在电机有限元模型外围加适当尺寸的虚拟空气罩来计及电机外围漏磁的处理方法是可行的;通过将不同剖分精度下参量的计算结果与其解析结果相比较,并综合比较其自身的变化趋势而得出的剖分精度能够满足设计需要,为AFFSPM电机的深入研究奠定基础。     

基于随机有限元的汽轮机叶片强度计算

在实际运行中,影响汽轮机叶片强度的随机性因素很多,为了实现叶片高可靠性设计的要求,必须考虑随机因素的影响。确定性有限元方法虽可达到较高的计算精度,但是没有考虑到参数的随机性,因此将随机分析方法与确定性有限元相结合,形成随机有限元,进而对其进行可靠性分析具有重要的研究和应用价值。以汽轮机末级扭叶片为研究对象,考虑了弹性模量、蒸气作用力、转速的随机性,建立了旋转变截面扭梁模型；运用应变能原理推导了包含轴向变形、弯曲变形和剪切变形共同作用下的单元刚度矩阵和载荷列阵；应用局部平均法离散弹性模量随机场；编制了二阶摄动随机有限元程序,分别计算了弹性模量、蒸汽作用力、转速随机时叶片应力的统计特性；通过与Monte Carlo数值模拟法进行对比,验证了该文方法的正确性。     

基于Ansys的磁通变换器的电磁吸力仿真

通过有限元分析软件Ansys对磁通变换器的电磁场进行仿真分析，计算出动铁心所受到的电磁合力和磁链的分布情况。结合对磁通变换器成品的测力试验，对测力结果进行分析，与理论计算结果进行比较，验证理论和仿真分析的正确性，从而为实际生产中的磁通变换器优化设计提供理论依据。     

潜水电机电磁噪声分析和对比

针对传统的潜水感应电机和一种具有更高效率的新型潜水永磁辅助同步磁阻电机（PMASRM）,利用多物理场耦合有限元仿真,分析和对比其电磁噪声。在电磁场有限元软件中对电机的气隙磁密和径向电磁力波结果进行二维傅里叶分解,分析了气隙磁场和径向力波的时空特性。PMASRM转子磁导作用产生的气隙磁密谐波空间阶次更高,造成的径向电磁力波阶次更高,可以降低电磁噪声水平。声学仿真结果验证了上述结论。     

仿真技术在交流接触器设计中的应用

静态吸力和反力良好的配合,是提高接触器寿命的关键,而准确的电磁吸力计算,又是实现吸反力良好配合的基础。利用ANSYS软件的二次开发仿真技术,假设一初始线圈电流,通过ANSYS有限元分析与传统磁场计算公式结合计算相应的电压值,经多次迭代实现线圈电流的计算,从而最终实现电磁吸力计算。计算结果经试验验证具有较高的精度。     

模块化绕组在小型永磁风力发电机中的应用

针对1000 W的永磁风力发电机,采用电磁场有限元分析软件Magnet分析了给定的性能指标及主要尺寸下,不同的集中绕组结构对发电机空载电动势和起动阻力矩的影响。结果表明,采用24槽/22极模块化绕组方案,发电机空载电动势的正弦度高,起动阻力矩小。分析结果对小型永磁风力发电机的绕组设计具有一定参考价值。     

面向电磁式力触觉再现的三维电磁作用力测量系统

基于电磁式的力触觉再现系统中,磁性单元所受电磁力的大小和精度直接决定了力触觉再现的真实感和性能。本文构建了基于微型传感器的三维电磁作用力测量系统,用以验证通过有限元仿真方法得出的磁性单元受力的正确性。以实际绕制的线圈为实验对象研究了磁性单元受力和其与线圈之间的距离关系,实验数据表明,力测量系统测得的磁性单元受力与有限元仿真结果基本一致。本文研制的三维电磁力测量系统能够验证电磁力有限元仿真模型的正确性,对于促进电磁式力触觉再现的发展具有重要的意义。