汽轮机转子中心孔对转子温度和应力分布的影响

为使汽轮机转子在线热应力监测和寿命管理系统中的危险截面确定有准确的依据,对135MW汽轮机转子进行冷态启动条件下的热一应力耦合有限元计算。计算了存在中心孔和无中心孔两种转子模型,及在相同几何尺寸、相同边界条件和初始条件下的温度分布和应力分布。计算结果表明,两个转子模型的外表面应力差异不大,但中心部位的应力相差较大。     

基于流热固多物理场耦合的磁力泵关键零部件结构分析

磁力泵冷却工作介质的压力以及涡流热产生的温度影响关键零部件的应力和应变的分布,利用AnsysWorkbench有限元方法对关键零部件进行流热固耦合数值计算分析。计算分析可得:不同温度下关键零部件的最大等效应力值和变形量不同,随着温度的升高而线性增大;等效应力值较高的发生部位为隔离套筒壁与隔离套法兰的连接处及内磁转子与泵轴连接面处;应变量较大的发生部位为靠近内磁转子的隔离套筒壁处;尽量保证冷却工作介质的冷却温度在45℃以下。     

温度场作用涡轮增压器转子的应力变化规律分析

建立涡轮增压器转子的有限元模型,采用有限元软件ANSYS,通过热结构耦合分析,考虑稳态和瞬态温度场作用下,计算转子涡轮和压气机叶轮的应力云图,得到最大等效应力,分析不同转速条件下涡轮增压器转子的应力变化规律。结果表明:稳态温度场作用下,转子的温度分布呈现线性关系,与瞬态温度分布有一定差别。稳态与瞬态温度场作用下转子涡轮的最大等效应力随着转速的增加不断增大。不同的是,随着转速增加,稳态温度场条件下压气机叶轮的最大等效应力逐渐降低,而瞬态温度场作用时最大等效应力不断增大。     

基于整机瞬态热应力场重型燃气轮机转子的寿命评估

针对某F级重型燃气轮机,根据机组的实际运行监测数据,提取得到该机组在冷态启动、热态启动两种工况下各测点温度随时间的变化曲线,分析得到转子各处的换热边界条件,采用有限元方法计算该燃气轮机转子在不同启动工况下的整机瞬态温度场及应力场,并基于该瞬态热应力分析结果对转子的低周疲劳寿命损耗进行评估。计算结果表明：最大热弹性应力值一般都出现在透平第一级轮盘的出气侧底部圆角处及压气机后三级轮盘的中间部位的圆角区域;气流参数变化的快慢对转子应力分布影响极大;冷态启动一次的寿命损耗最高达0.02%,大于热态启动的对应值。研究结果为轮盘结构设计与机组运行规程的优化提供了重要参考。     

高速动车组轮对压装过程的仿真与分析

基于ABAQUS有限元仿真软件,对高速动车组轮对压装过程进行数值仿真,计算得到的压装力-压入距离曲线(压装曲线)与实验曲线较好地吻合,验证了轮对压装有限元模型的正确性。在此基础上,分析了压装过程中轮对等效应力的分布和变化特点,得到了等效应力极大值出现的时刻和位置;分析了轮对等效塑性应变的变化特点,发现塑性变形区集中在车轴引入段末端周围的小块区域中;计算了不同压装阶段下的车轮变形,得到了车轮轮毂孔、轮辐和轮辋的变形几何特征。文中建立的有限元模型为优化轮对压装工艺和改进轮对结构参数提供了理论依据。     

某涡轮盘低循环疲劳寿命预测及试验验证

使用有限元计算方法对某涡轮盘进行应力分析,得到涡轮盘应力分布和涡轮盘危险部位;采用局部应力应变法对该涡轮盘进行低循环疲劳寿命预测,证明该方法满足设计要求;对涡轮盘进行低循环疲劳试验,描述了试验加载方法,试验结果表明涡轮盘可满足5 200次寿命要求。     

高储能飞轮转子动态特性及应力分析

对多层复合材料飞轮进行动态特性及应力有限元分析,研究其固有频率、应力以及位移分布。结合复合材料飞轮转子的结构特点,建立基于各项异性对称结构理论的计算模型,得到飞轮转子在工作转速下应力和位移的解析公式。建立飞轮转子有限元分析模型,对飞轮转子轮缘任一点的径向、环向应力及动态特性进行较为全面的仿真分析。结果表明,应力结果的安全系数和动态分析的固有频率均满足设计要求。该分析结果可为飞轮的设计制造提供重要参考。     

焊接结构件疲劳寿命试验方法比较研究

以某现役高速列车车体局部结构为研究对象,应用有限元软件建立对应于试验条件下受试试件的静力学模型,计算得到不同加载形式下构件危险部位的应力分布;在实验室中,对取自相同焊接部位的不同形式的试件(板试样和T型试样)分别进行单轴拉伸疲劳和弯曲疲劳寿命测试,获得各自的寿命分布及其特征统计量。对比两种试样危险部位的应力分布和试验数据可知:在两种不同形式的试件、两种不同加载方式的试验中,合理选择加载参数,可以得到相近的失效部位和应力-寿命参数。     

曲轴轴系的结构强度分析与疲劳寿命估算

将多柔体动力学方法引入到曲轴计算中,建立发动机曲轴轴系的动力学仿真模型,对曲轴轴系进行刚柔耦合多体运动学和动力学仿真,为下一步疲劳寿命计算提供可靠的载荷条件;然后,从曲轴所受的载荷中找出三个载荷比较大的时刻,计算得到其相应时刻的应力和应变分布规律,找出曲轴受力的危险部位,为曲轴的动态强度分析提供数据;最后,结合Ansys有限元分析软件和柯顿-多兰(Certon-Dolan)理论,估算连杆疲劳寿命,同时分析多级载荷加载次序对疲劳寿命的影响,为零部件的主动寿命设计提供参考数据和理论判据.     

地下储油罐热力学有限元分析

在石油工业的中下游产业中,使用有许多埋藏在地下的储油罐,其安装好后常会因受温度的影响造成油罐损坏而导致事故。因此储油罐在投入使用之前进行热力学有限元分析,避免可能发生的事故是有必要的。针对小型加油站地下储油罐,运用有限元软件ANSYS,采用耦合场分析的方法,计算地下储油罐由温度场引起的应力场分布。根据储油罐的轴对称结构,选择过其对称轴的一平面建立了地下储油罐的二维平面模型,先计算了其瞬态热传导问题,再根据温度分布计算储油罐应力场分布。通过计算得到储油罐瞬时温度场分布及储油罐应力场分布。计算结果表明,温度场对储油罐产生的等效应力为拉应力,在储油罐设计时应考虑其影响。     

航空发动机高压涡轮转子试验段静强度研究

首先,利用有限元分析软件对某型航空燃气涡轮发动机的高压涡轮转子超转、破裂试验段进行了静强度计算,得到了转子中各轮盘及转接段的应力、变形分布及其强度薄弱部位;其次,根据有限元计算的结果和对应的材料特性,按照相关的应力评定准则对轮盘及转接段的强度储备进行了评定;然后,对盘类零件之间连接时的变形协调性进行了研究,并给出了此类零件连接时的设计方法;最后,对高压涡轮转子在试验段状态下和发动机状态下的变形协调性进行了对比分析,校核了转接段设计的合理性。本文建立了航空发动机涡轮转子超转、破裂试验前的强度评估流程,以确保此类试验能够安全进行。     

转子轴承系统结合部等效刚度识别

针对转子轴承结合面刚度难于确定的问题,提出一种有限元模态分析、试验模态分析与BP神经网络相结合的等效刚度识别方法。采用Abaqus有限元分析软件建立转子轴承系统的有限元分析模型并得到其固有频率;并对转子轴承系统进行试验模态分析,得到前四阶弯曲固有频率;最后通过BP神经网络对等效刚度和固有频率进行训练与识别。研究结果表明,转子轴承系统的径向等效刚度识别最大相对误差为1.75%,轴向等效刚度识别最大相对误差为5.43%。方法为机械结构结合部的参数识别提供了参考。     

某空压机车架随机振动响应分析

通过建立某公司空压机车架有限元模型,对车架进行模态分析,获得车架固有频率和振型。采用模态叠加法计算车架在路面随机激励下的随机振动,得到车架应力分布及加速度响应曲线,分析了车架的动态特性。并且为验证有限元计算结果进行路面测试试验。在测试中,车架出现裂纹处与有限元计算结果应力集中部位相吻合,验证了有限元计算结果的准确性。     

螺杆空压机转子橡胶涂层厚度有限元分析

转子不同厚度的橡胶涂层对螺杆空压机气密性和转子碰磨问题有很大影响,针对这一问题,对不同厚度橡胶涂层转子在正常工作中产生的等效应力和应变进行了研究。以某型号1立方空压机阴、阳转子为例,首先,在不改变转子几何尺寸的前提下,采用SolidWorks软件分别建立了厚度范围在0.5 mm～2.1 mm、间隔为0.1 mm的17种有橡胶涂层的阴、阳转子模型;然后,利用MATLAB软件编写了程序,并计算了空压机正常工作时转子所受的内力矩;最后,采用ANSYS显示动力学模块,对有不同厚度的橡胶涂层转子分别进行了有限元分析,得到了等效应力和等效弹性应变数据,并对其进行了对比分析。研究结果表明：在综合考虑应力、应变和齿顶间隙等因素后,对螺杆空压机转子橡胶涂层为0.8 mm时符合要求,且此时空压机气密性能优异;该结果可以为螺杆空压机的性能、气密性和效率的提高提供新的方法。     

反击式破碎机破碎力的动态计算与分析

对反击式破碎机进行实体建模,应用LS-DYNA对其工作过程进行仿真计算与分析,得到了在破碎过程中各部件的受力状态;主要碰撞点的各部件应力分布;分析了转子体三个不同部位在破碎过程的应力变化,得到了其应力变化曲线.其结果将为反击式破碎机结构设计和改进提供依据.     

重型装备的履带板强度分析

对某重型装备的履带板建立三维实体模型,利用ANSYS软件对履带板中的应力分布进行研究,计算得到等效应力云图,指出最大应力发生的部位,并从选材角度提出建议。文中所述是对有限元方法在复杂构件力学分析案例应用方面的探索和实践,同时也为履带板的失效分析提供了参考。     

柴油机曲轴三维有限元可靠性分析

运用有限元软件分析了柴油机曲轴在交变弯曲载荷下的应力分布和疲劳强度。以最大爆发压力工况和最大拉力工况作为计算工况,计算了曲轴的应力分布;对最大爆发压力工况和最大拉力工况下的应力进行等效转化疲劳应力计算;最后采用安全系数判断了曲轴的疲劳强度。     

离心通风机叶轮的有限元建模与应力分析

为了得到结构合理、安全性高的叶轮,分别采用传统手工理论计算和有限元数值分析软件计算2种方法,对9-19-10D型通风机叶轮进行应力计算分析,总结出一种选用板壳单元并利用约束方程将叶片和盘的边界节点进行耦合的有限元建模方法,应力计算分析后可以进一步对已有叶轮结构进行优化。结果表明:采用有限元数值分析方法不仅提高了计算精度,而且可以得到直观的应力分布,便于找到产生应力集中的部位进行优化处理,进一步提高强度。     

离心机区带转子的强度分析

利用有限元方法对一种区带转子进行了强度计算，得到了应力分布情况，通过塑性屈服准则－－米泽斯准则对其强度进行分析，在计算机上进行了１．１倍速的过速校验，以确定转子使用的转速范围，最后结合实验，利用弹性变菜理论对该转子作了破坏变形方式的预测。     

双向斜盘式压缩机活塞有限元应力分析

针对双向斜盘式压缩机活塞的独特结构及实际受力情况,提出了一种活塞受力与应力分析的方法.对于活塞容易发生断裂的中间部位,分析了所承受拉力或压力的变化.采用商用有限元软件,对其中部承受最大压力与最大拉力的时刻进行了应力分析,叙述了造型、网格划分、施加约束及加载的方法,并说明了增加活塞中部过渡圆角可以有效地改善该部位的应力集中.