混流式水轮机转轮叶片频率可靠性分析

以混流式水轮机为研究对象,应用有限单元法建立转轮叶片的动力学方程,根据转轮叶片的频率方程计算转轮叶片的固有频率,依据水流激励频率与转轮叶片固有频率之差在规定范围内的关系准则,推导转轮叶片的共振失效概率和可靠度的计算公式,并通过实例对混流式水轮机转轮叶片的频率可靠性进行分析.     

大型水电机组组合部件刚强度分析研究

在研究，消化通用有限元程度ＡＮＳＹＳ的基础上，着重对大型组合部件有限元分析中涉及到的诸如螺栓预紧，接触／间隙分析等难度较大的问题进行较深入的探讨，并将其应于重点工程，该项研究成果表明：凡有螺栓联接的组合部件的刚度比无联接件的整体结构刚度要低，有时下降量大，这是一个值得注意的问题，在分析各种方案的整体侧向刚度的基础上，提出了提高组合部件整体结构侧向刚度的方法，对接触部位进行说细分析，提出在满足良好的     

混流式水轮机裂纹成因及其数值计算方法研究

在研究混流式水轮机转轮结构及其裂纹出现部位的基础上,分析了产生裂纹的原因.同时,探讨了水轮机转轮焊接过程中的温度场和应力场的有限元分析模型及其分析方法.     

混流式水轮机转轮叶片裂纹故障及其原因分析

混流式水轮机转轮叶片裂纹故障严重影响了水电站的安全稳定运行和经济效益的发挥。大部分叶片裂纹是疲劳裂纹，主要由流固耦合共振诱发的、过大交变应力引起。转轮在设计和制造过程中形成的各种缺陷以及过大的残余拉应力加速了裂纹的萌生和扩展。     

混流式水轮机转轮优化设计及CFD分析

为了解决某小型水电站的混流式水轮机部分工况压力脉动大,空化、磨损严重的问题,对原水轮机进行了深入研究,并在原水轮机转轮的基础上研制出了新型的、适合该电站运行工况的水轮机转轮,对水轮机转轮进行了更换改造。对新型转轮和原转轮进行三维建模,分别与其余过流部件组装成水轮机全流道。采用ICEM进行网格划分,利用CFX软件,基于RNGκ-ε湍流模型,对原始全流道和改造后的全流道进行了数值模拟计算,通过计算结果分析转轮改造后水轮机内部流动以及外特性的变化,预估改造后水轮机的实际运行效果。     

大型混流式水轮机转轮叶片结构动力特性分析

转轮是水轮机结构中重要部件之一。比较不同单元类型对转轮叶片振动计算精度的影响,从推导的转轮叶片液固耦合运动方程出发,分别计算混流式水轮机转轮叶片在空气中和在工作流道中振动的主频与主振型。结果表明,叶片在水中的频率较空气中的频率有所降低,而且不同阶的频率降低值不同。     

大型混流式水轮机转轮叶片裂纹及其成因分析

大型混流式水轮机转轮计片裂纹故障是水电站普遍存在的问题，它严重影响了水电站的安全稳定运行。转轮叶片裂纹是多种因素综合作用造成叶片材料疲劳．导致叶片疲劳开裂。叶片的各种制造缺陷是裂纹萌生的始点，而各种水力激振因素引发的流固耦合共振是转轮叶片疲劳开裂的根本诱因。     

一种混流式水轮机整铸转轮加工工艺改进

针对混流式整铸转轮叶片数控加工工艺进行研究,介绍了一种混流式水轮机整铸转轮的结构特点和加工难点,提出了一种整铸转轮叶片的加工工艺流程,通过对整铸转轮结构特点分析,得出了整铸转轮叶片加工编程方法,为今后混流式整铸转轮的加工提供参考依据,保证整铸转轮加工的质量。     

混流式水轮机转轮动力特性有限元仿真分析

混流式水轮振动现象严重影响水电站的安全运行,为避免共振确定转轮的固有频率是必须的.以转子动力学及有限元法的理论基础,综合应用工程软件Pro/E和ANSYS,可以对混流式水轮机转轮建立实体几何模型和有限元模型,从而分析了转轮自由振动状态下和旋转状态下的固有频率和振型特点、变化规律及差异,结果表明:转轮旋转态的固有频率高于非旋转态固有频率,随着频率的不断升高,转轮由整体振动逐渐变为以叶片局部振动为主.该方法为转轮优化设计和叶片裂纹产生分析进行了有效探索.     

大型混流式水轮机转轮疲劳设计方法的研究

本文针对大型混流式水轮机的复杂运动工况和特殊的工作环境,在大量统计和试验的基础上,应用随机疲劳和腐蚀疲劳等理论,提出了一个完整的疲劳设计方法,它包括了载荷谱的确定,腐蚀环境中材料的疲劳特性及其影响系数的实验研究以及寿命和安全系数的计算方法等。这一研究成果打破了大型混流式水轮机长期以来只能采用静强度设计的状况,能有效地评估水轮机在设计和运行中疲劳强度的安全可靠性。     

基于有限元的轴流式水轮机转轮体刚强度分析

针对轴流式水轮机,因其转轮体的结构及受力情况的复杂性,进行精确的刚强度计算是相当困难的。为了研究轴流式水轮机转轮体在工作状态下的应力状态及位移情况,采用周期性边界条件,选取包含一个完整枢轴孔在内的扇形区域作为分析模型,对弹性体结构的动力平衡方程,采用三维有限元技术进行求解,分别对额定工况、最大水头工况和两种飞逸工况下的轴流式水轮机转轮体进行了刚强度分析。结果表明：轴流式水轮机转轮体在运行时,飞逸工况下的应力水平要远远大于正常运行工况下的应力水平;转轮体的最大位移及最大应力点位于大枢轴孔的下端处,与实际转轮体最大应力位置一致,同时也说明了该方法的有效性。     

机床进给系统摩擦特性分析及改善措施研究

在建立机床进给系统动力学模型的基础上,分析了不同的摩擦特性下引起系统振荡的主要原因,为了解决超精密进给中的振荡问题,提出二级进给策略提高系统的综合刚度和采用导轨软带改善摩擦因素与速度的关系。最后通过试验证实：应用所提出的改善措施,在5 000 N载荷下进给的控制精度达到10 nm。     

焊接顺序对混流式水轮机转轮焊接应力的影响

在解决叶片与上冠或下环之间的热传导问题以及焊接热源沿任意空间路径移动的加载问题的基础上,对混流式水轮机转轮焊接过程的温度场与应力场进行了数值模拟。结果表明,叶片焊后残余拉应力场出现在焊缝及其附近区域,并且应力峰值出现在焊缝区域的叶片出水边处。同时,不同焊接顺序的转轮残余拉应力峰值的对比表明,焊缝两侧金属在焊接过程中填充的越均匀,残余拉应力的峰值越小。     

柔性机构动态强度可靠性分析理论和方法研究

提出机构动态强度可靠性分析的理论和方法,给出柔性机构动态强度可靠性分析的模型.将驱动加速度、驱动时间、摩擦和阻尼力(矩)等作为随机变量,应用蒙特卡罗方法,取得动态参数样本,再利用人工神经网络方法,根据抽取的样本对网络进行训练,统计网络输出得到动态应力分布,进而求出机构动态强度可靠度.通过空间站柔性展开机构实例计算动态强度可靠度,结果表明, 该方法精度高,与单纯使用蒙特卡罗方法的结果相比,提高了计算精度,大大减少计算时间,可用于复杂柔性机构的动态强度可靠性分析.     

CA488活塞的强度分析及结构改进

在详细分析发动机活塞负荷的基础上,提出活塞的机械、热边界条件,经过有限元计算得到活塞的机械应力、热应力及耦合应力.计算结果显示原设计活塞有较大的储备强度,有进一步优化的可能.采用短活塞方案对原活塞进行结构改进,改进后的活塞减小了压缩高度,降低了质量,使活塞结构更趋合理;有限元分析表明,各种应力应变均在设计允许范围之内,活塞结构的改进是成功的.     

某反应器搅拌器用输入端轴断裂分析及性能改进研究

针对某聚丙烯生产装置中搅拌器34-M-2001输入轴正常运行一定时间后出现多次相同键槽位置处断裂问题,综合分析该轴的强度大小、键槽受力分布及其加工工艺对应力分布的影响等关键因素,研究失效原因并提出优化改进方案。研究表明其断裂原因主要归咎于原设计轴径尺寸过小;此外,材料综合力学性能、键槽加工工艺对应力集中的影响等也是导致裂纹产生的重要因素。在不易改变轴径尺寸的情况下,通过改进材料化学成分,选用力学性能更好的材料;改变键槽尾部加工工艺,降低其键槽尾部应力集中等优化方案,能够很大程度上提高该轴的综合使用性能。改进后该输入端轴的综合使用性能会有很大的提高。上述研究对于提高传动件尤其是带键传动轴的机械性能、使用寿命等方面具有很大的参考价值。     

部分负荷下混流式水轮机转轮叶片变形对流场的影响

将CFD流动分析软件与结构刚强度软件有机结合,对混流式转轮在不同工况下的流动进行分析。通过程序将流场参数加载到结构分析软件上,对变形后的叶片再次进行网格划分流场计算,并计算出混流式转轮叶片上的应力和变形,详细分析了转轮变形后的流场,达到了真正意义上的流固耦合。研究结果表明:最大应力发生在转轮叶片的出水边与上冠的连接处,应力集中较明显,易于发生疲劳破坏。产生最大变形的部位是转轮叶片的出水边与下环的连接处,且从上冠到下环变形量逐渐增大,即此部位就是叶片振动的敏感区域;转轮变形后对水轮机内部流场的影响表现在叶片进口边头部压力增大,叶片出口边靠下环处流速增大、压力下降,空化性能降低。变形后的流场使得尾水管内部的涡带产生、紊动加剧,说明叶片变形后对水轮机内部流场的影响是引起水轮机裂纹和振动的真正原因。     

接头角板对客车车身T型结构刚度和强度的影响

T型结构是客车车身基本结构之一,通过有限元计算和试验分析,探讨角板大小及角板位置形式(竖杆单侧加双角板、竖杆双侧加双角板、竖杆双侧加单角板、竖杆双侧交叉加单角板)对T型结构强度和刚度的影响。计算结果表明,1只有竖杆双侧加双角板对T型结构刚度和强度均有显著影响;2弯曲工况下T型结构宜采用两种方式进行加强;3扭转工况下T型结构宜采用竖杆双侧加双角板的位置形式进行加强。研究可为客车车身骨架接头结构设计提供参考。     

负刚度理论及其应用的研究

本文探讨了机械加工中产生负刚度的理论条件。得出了大小不等的双刚度轴的存在是产生负刚度的基本条件。并通过理论计算与实验,提出利用从负刚度到正刚度的变化区来提高机械加工精度的有效措施。     

倒圆角直梁型柔性铰链刚度研究

为研究倒圆角直梁型柔性铰链的刚度性能,利用材料力学和微积分的相关知识推导出该型柔性铰链的弯曲刚度和拉伸或压缩刚度计算公式。采用变截面梁单元建立该型柔性铰链的有限元模型,在一端固定、另一端承受力矩或力的边界条件下,计算分析该型柔性铰链的刚度。将有限元解与所推导出的解析解进行比较,以验证所推导刚度公式的正确性。改变倒圆角直梁型柔性铰链的各结构参数,根据所推导出的刚度公式,利用Matlab软件编程计算出刚度值,并分析倒圆角直梁型柔性铰链的弯曲刚度与其各结构参数之间的关系。