基于有限单元法的大型水轮发电机组自振特性研究

基于有限单元法,建立了考虑各种影响因素的大型水轮发电机组自振特性的计算模型,推导了用有限元法求解临界转速的计算公式.使用ANSYS和MATLAB等大型软件,对工程实例进行了计算,讨论了陀螺效应、不平衡磁拉力、导轴承刚度等因素对机组临界转速的影响及影响程度.计算结果的合理性,说明该计算模型和计算方法可用于水电机组的自振特性计算和振动设计,也可为其他转子动力学问题的研究提供参考.     

用有限元半解析法计算复杂转子的临界转速问题

对复杂转子弯曲刚度的计算直接影响到计算其临界转速,而弯曲刚度无法用梁的理论准确计算．针对这个问题,介绍一种比较好的解决办法──有限元半解析法．进而提出了利用有限元半解析法直接计算复杂转子临界转速的方法．     

利用ANSYS进行转子临界转速计算

利用ANSYS 12.0软件建立转子-支承系统的一维模型和三维模型,计算了两种模型的临界转速和振型。并把两种模型的计算结果与用传递矩阵法求得的计算结果进行了对比。通过对比发现一维模型求解法与三维模型求解法的最大相对误差为5%,另外一维模型求解法对计算机的配置要求低,计算耗时短。     

永磁力矩电机磁钢径向力的分析与计算

通过对永磁力矩电机转子磁钢产生的径向力的分析，给出了磁钢径向力和电机转子是否需要绑扎的临界转速的计算方法。利用有限元法求解了电机磁钢和气隙磁场。并通过实例计算出了电机磁钢径向力和临界转速。     

考虑轴向力超临界泵转子动力特性分析

应用三维造型软件Pro/E建立了超临界机组汽动锅炉给水泵转子物理模型,借助ANSYS Workbench12软件进行了转子模态分析,分别求解了转子在无载刚支、不同支承跨距、轴向拉力等情况下的临界转速。通过对复杂结构的转子进行动力分析,结果表明:在浸液转子"湿态"临界转速计算中,考虑轴向拉力的影响后,转子临界转速有较大提高,说明轴向拉力对转子临界转速具有较强的刚化作用,因此,对浸液多级离心泵转子"湿态"临界转速进行计算时,应考虑轴向力的影响。     

汽轮机转子临界转速实验研究

转子临界转速的计算方法有很多种,但是计算结果与实际误差较大。通过转子临界转速实验测量装置,利用伯德图法、频谱分析法和李莎茹图法对转子的临界转速进行测量,分析并比较了3种测量方法的优缺点。实验结果表明,伯德图法对转子临界转速的测量结果较为准确,并能直观地反映出转子在不同转速时刻下对应的相位,为后期转子临界转速影响分析及其灵敏度分析打下基础。     

瞬态温度场对转子系统动力特性的影响

建立了一个轴向可自由伸缩的单转子系统计算模型,采用有限元法分析了瞬态温度场对单转子系统动力特性的影响。参考发动机转子系统的对流加热的边界条件,利用ANSYS软件构造了该转子系统的瞬态温度场。分别在常温状态下和考虑瞬态温度场情况下,计算了转子系统的临界转速,并进行了对比分析。结果表明,瞬态温度场作用下转子系统的临界转速的相对误差最高达到3.95%,而且温度场对转子系统的第二阶临界转速影响较大。     

微电机临界转速计算方法研究

为了减少微电机临界转速对电机的危害,对微电机转子临界转速计算方法进行了研究。以分析法为基础设计了适合各种类型的微电机转子临界转速的计算程序,介绍了计算程序考虑各种主要因素。以轴承支承类型设计了两种转子支承夹具,对样品进行了频率响应测试。实验测量结果显示,两种支承计算和测试数据误差在10%以内。由此可见,该计算程序可以计算各种类型微型电机转子,对工程实践具有重要的指导意义。     

轴承油膜动特性对转子临界转速的效应计算

介绍了非定常情况下,滑动轴承动压油膜的动态态特性对转子支承刚度的作用,在此基础上建立了基于油膜动力特性及底座支承刚度动力学模型的计算方法,并用于传递矩阵法求解转子系统的临界转速,计算结果表明,随着系统的支承刚度下降,转子系统的临界转速是下降的。     

利用有限元法分析陀螺效应对转子振动的影响

陀螺效应对转子的临界转速和稳定性均产生影响,尤其在高转速的情况下陀螺效应是不能够忽略的。研究陀螺效应对转子振动的影响,主要包括陀螺效应对转子系统临界转速和稳定性的影响。基于欧拉-拉格朗日方程推导了考虑陀螺效应的回转矩阵,利用有限元法建立考虑陀螺效应的转子数学模型,对数学模型所包含的振动方程进行求解,获得陀螺效应对转子振动影响的相关数据。陀螺效应影响转子的正反涡动的临界转速和稳定性,造成二者的不相等,并且对高阶临界转速和稳定性的影响更明显。     

小波有限元在星轮振动特性计算中的应用

为了研究单螺杆压缩机星轮的振动特性,利用小波有限元理论推导出振动方程,计算出星轮前6阶固有频率,并与ANSYS软件计算结果进行对比.分别计算出星轮厚度和内外径比变化时各阶固有频率的大小,利用ANSYS软件和小波有限元理论计算出星轮各临界转速.计算结果表明,随着星轮厚度增加,各阶固有频率随之线性增加;随着星轮内外径比增加,各阶固有频率随之线性降低,由于材料属性不同,星轮各阶临界转速由大到小排列为THKXL 1、THKXL 2和THKXL 3.     

耗能低剪力墙的非线性有限元全过程分析

应用ANSYS5．7结构分析软件,对一种新型耗能低剪力墙进行了三维有限元非线性分析,研究了该耗能低剪力墙的破坏形态、耗能能力、延性、承载力,并与普通钢筋混凝土低剪力墙进行了对比;计算结果与实验结果吻合较好,可以采用该模型进一步分析该耗能剪力墙的抗震性能,并建立抗震设计方法。     

加固新增设备钢结构厂房的有限元分析

由于目前越来越多的工业厂房需要增加新的使用功能,而增加的设备荷载已经超过原结构的正常使用承载能力,故需对原钢结构进行加固。本文采用钢梁底部附加预应力筋和钢梁底部加设支撑方法。为了验证此两种加固方法的可行性,并分析出最优方案,本文以山西某电力设备有限公司新建工业区工程项目为例采用了有限元分析软件ANSYS12.0对两种加固方案进行数值模拟。对两种方法在施加相同的荷载作用下对结构的受力性能进行分析。结果表明,预应力筋加固法不仅能极大的满足结构的应力变形要求,而且省工省料,施工难度小,重量更轻,所以预应力筋法比增设支撑法更合适。预应力筋加固法是未来钢结构加固方法的趋势。     

钢筋混凝土板极限承载力对比分析

为了能够简单准确地确定钢筋混凝土板的承载能力,在经典塑性铰线理论基础上,考虑受拉薄膜效应的影响,基于所提出的应力破坏准则,建立修正板块平衡法;同时,结合大挠度板壳单元和弹塑性理论,建立了非线性有限元分析程序.采用上述两方法对钢筋混凝土双向板的极限承载力进行计算,并将计算结果和试验结果进行对比分析.结果表明:由于考虑了受拉薄膜效应,两种方法所得极限承载力计算值均与试验结果吻合较好;与有限元分析方法相比,修正板块平衡法原理较为简单,计算容易,具有较强的工程应用价值.     

无黏结部分预应力混凝土变截面公路桥的有限元分析

在通用有限元分析软件ANSYS中施加预应力的2种方式:分离式和整体式.文章针对整体式详细讨论了建立有限元模型的2种方法:实体分割法和独立建模耦合法.最后,针对平顶山市X017线王村Ⅱ号桥上部结构一变截面无黏结部分预应力混凝土梁,应用整体式施加预应力和独立建模耦合法建立有限元模型,分析其受力全过程.结合实测数据,对计算所得荷载-挠度曲线、截面应变及混凝土应力进行对比,通过对比可知误差在5%以内,验证了本方法的可行性和适用性.     

中小跨径曲线梁桥半径变化对结构变形的影响分析

采用有限元计算方法,以工程实例为依托,用ANSYS大型有限元分析软件建立模型,针对中小跨径曲线梁桥半径变化对结构变形、支反力产生的影响进行分析,得出变化规律.可供工程技术人员参考借鉴.     

预应力混凝土梁模态分析的有限元软件实现

为建立预应力混凝土梁模态分析的有限元模型,以ANSYS有限元分析软件为例,提出预应力混凝土梁式结构在利用大型有限元软件进行模态分析时,可采用初应变法施加预应力,并且将混凝土受到的预压力影响转化为对单元材料弹性模量的影响,通过对变弹性模量的有限元模型进行模态分析,得到预应力混凝土梁在各级预应力下的自振频率和振型.通过与试验值对比可知,改进后的有限元模型可以用于预应力混凝土梁的模态分析.