某大型发电汽轮机转子热应力数值研究

利用有限元法对一种典型超临界机组汽机高中压转子的冷态启动做初步的分析,找到转子的温度分布与变化规律,求出其瞬态热应力变化,给出启动建议.     

航空领域转子动力学数值分析中的SAMCEF

一、简介SAMTECH公司是世界著名的有限元软件SAMCEF的开发商及供应商,公司成立于1986年,专注于机械系统仿真、数值分析和多学科优化等领域。25年来,SAMTECH凭借其强大的技术实力、专业的技术团队及完善的服务体系赢得了全球众多工业用户及     

基于LSTM网络的汽轮机转子热应力预测方法

在电厂灵活运行期间,转子内部因温度梯度较大而产生热应力,导致转子疲劳损伤。而传统有限元分析热应力的方法无法满足实时监测的需求。研究了一种基于数据驱动的LSTM神经网络模型。模型具有从历史序列数据中学习深度信息的能力。通过多组超参数对比实验,发现在神经元数量6,单元节点28,学习率0.005,Dropout比例0.5时网络预测效果较好;在冷态启动过程下使用LSTM神经网络模型的热应力预测数据与有限元样本数据相比,RMSE为7.8740MPa,最大热应力误差9.7480MPa。结果表明,上述模型相比传统有限元计算时间大大缩短,在保证较高精度同时,也能够满足未来实时在线监测的需要。     

基于小波包能量谱的汽轮机转子故障识别仿真

研究汽轮机转子故障有效识别问题.针对汽轮机转子工作过程中受热不均导致转子弯曲,引起质量分布的不平衡,造成不平衡引起故障震动信号发生波动,传统的震动信号监测方法在故障信号发生波动的情况下,很难准确的检测故障,提出一种利用小波包能量谱的汽轮机转子的故障识别算法.运用汽轮机转子振动信号的总能量以及不同的频带所对应的能量占总能量的比例的计算结果获得了汽轮机转子的故障类型,排除由于故障信号形变造成的干扰.最后,针对200MW发电机组的汽轮机转子进行了故障诊断,研究结果表明,利用小波包能量谱能够较为准确地获得汽轮机转子的故障类型.     

滚动轴承支承下松动-裂纹耦合故障转子系统动力学特性分析

支座松动转子因两端刚度不对称而引发振动异常增大,进而可能导致转子出现裂纹故障,裂纹和松动故障耦合下的转子系统呈现强非线性特性.建立滚动轴承支承的支座松动-弓形裂纹转子动力学模型,研究转速、松动间隙、松动质量及裂纹角等对转子系统非线性动力学响应的影响.考虑非线性Hertz接触力,采用分段线性方程描述支座松动的刚度和阻尼,转子横向裂纹采用呼吸裂纹模型来研究,依据拉格朗日方程建立转子系统动力学方程,采用Runge Kutta法求解方程获得转子振动响应的分岔图、频谱图、轴心轨迹图、Poincaré图等.计算结果表明,当系统转速达到2300rad/s时,松动-裂纹耦合故障系统较仅裂纹系统在1/3分频处有明显的间谐波成分,混沌区域更为宽泛;当裂纹参数恒定时系统随着松动间隙减小会更加稳定;当松动质量ms＞41.25kg时,系统振幅剧增,发生“跳跃”现象.研究工作对松动-裂纹转子系统的故障诊断和健康监测具有重要的工程应用价值.     

双转子永磁同步电机控制的建模与仿真

针对传统PID控制方法对双转子永磁同步电机进行控制时参数摄动、抗干扰能力差等缺点,提出一种单神经元模糊PID控制方法。首先建立双转子永磁同步电机的数学模型,设计了单神经元模糊PID控制器,然后利用MATLAB实现了系统设计与仿真。最后通过传统PID和单神经元模糊PID控制的仿真结果进行对比分析,仿真结果表明,单神经元模糊PID控制可以显著提高系统的鲁棒性,使双转子永磁同步电机控制系统具有更好的动、静态性能和抗干扰能力。     

永磁同步电机转子分段斜极的分析研究

转子分段斜极能有效削弱齿谐波,改善永磁电机齿槽转矩和转矩波动.文章提出了转子分段斜极最佳斜极角度的计算方法;基于有限元分析,对一台样机在不同斜极分段数时的空载反电势、齿槽转矩及负载转矩进行了计算比较,得出了转子分段数的选择原则.试验结果验证了结论的正确性.     

基于小波包分析及神经网络的汽轮机转子振动故障诊断

根据Bently实验台所采集的碰摩、松动、不对中、不平衡4种典型汽轮机转子振动故障信号,运用小波包分析方法对其进行能量分析并提取故障特征.分析结果表明:小波包分析与信号能量分解的故障特征提取方法,可以获得汽轮机转子振动的故障状态,有较好的故障区分度;另外由于经过小波包分解再重构后所提取的故障特征参数浓缩了汽轮机转子振动故障的全部信息,而BP神经网络具有优良的非线性映射能力,对提取的故障特征参数应用BP神经网络映射,可对汽轮机转子振动故障进行进一步的诊断.诊断结果表明:基于小波包分析及神经网络的故障诊断方法,具有较高的故障识别能力.     

基于热-流-固耦合方法的涡轮叶片数值计算

将流体动力学方法与有限元方法相结合,在定常流场分析的基础上,采用单向和双向热、流、固耦合的计算方法获得了转子叶片在设计工况下的应力和变形情况,并比较了两种方法的计算结果.单向耦合计算中分析了离心、气动、热载荷对叶片应力、变形的影响,并按照斯贝发动机EGD-3应力标准对叶片强度进行了校核.计算结果表明：两种计算方法在涡轮叶片强度分析中是可行的,双向耦合能更准确地反映转子叶片的真实工况.     

异步电机转子电阻辩识方法的建模与仿真

研究异步电机稳定性优化控制问题,异步电机转子电阻受温度变化、集肤效应等影响,具有时变性和非线性,影响系统稳定性分析。传统方法对异步电机转子电阻状态辩识准确率低。为了准确和快速对转子电阻进行状态辩识,提出一种扩展卡尔曼滤波的异步电机转子电阻辩识方法。将转子电阻看成系统状态变量,设计一种扩展卡尔曼滤波技术的转子电阻估计器,通过测量电机定子电压、电流,实现对转子电阻在线辩识。在MATLAB/Simulink中建立仿真模型,仿真结果表明,异步电机转子电阻改进辩识方法可提高转子电阻辨识准确率。     

高速列车车厢结构声-振耦合响应数值分析

为研究高速列车运行时结构表面产生的强声压对乘坐环境和结构破坏的影响,针对某型高速列车建立车厢声-振耦合有限元模型,研究车厢的结构模态、室内声场模态及结构-声场耦合系统模态;针对其所处特殊动态环境,计算耦合系统谐响应,考察其振动特点及室内噪声分布情况.计算结果表明,车厢结构低阶模态显示出良好的整体性,在较高频段内以局部模...     

刚弹耦合质量摆减振结构的动力学建模

利用Hamilton变分原理建立高层建筑质量摆减振结构在考虑刚弹耦合作用下的动力学模型．此模型中把高层建筑当作竖直悬臂梁即无线自由度结构处理,模型具有2个独立变量,为梁横向位移和质量摆的转角,同时考虑了几何非线性的约束条件,形成了一个非线性刚弹耦合方程．最后采用Galerkin方法对其离散化,导出有限维离散化动力学模型,并给出仿真算例,验证了该模型的正确性．     

耐高温椭圆齿轮流量计转子材料密度变化的影响

在工业生产过程中，常常需要对高温介质的流量进行计量．提出了耐高温椭圆齿轮流量计在进行高温介质的流量计量时的三个主要影响因素．讨论了流量计转子材料的热膨胀性变化的修正及理论模型．     

FCM燃料热-力耦合行为仿真建模和计算方法

为评估全陶瓷微封装（fully ceramic micro encapsulated, FCM）核燃料的性能,研究由三层各向同性碳包覆（tri structural isotropic, TRISO）燃料颗粒弥散于碳化硅（SiC）基体形成的柱状芯块的填充算法,开发相应的微观结构生成程序,利用并行有限元法对FCM核燃料的热 力耦合行为进行初步分析。结果表明,基于等球Packing的TRISO燃料颗粒填充算法可以快速生成高体积比的FCM燃料结构,基于共轭梯度迭代的隐式有限元法在求解大规模热 力学耦合问题时具有较高的效率和稳健性。本文方法可用于该核燃料每个颗粒和基体内部温度与应力分布的详细计算。     

不确定性转子系统的随机有限元建模及响应分析

随机特性和随机载荷会引起转子系统动力响应的不确定性,是转子动力学分析中的重要影响因素.本文基于Timosheke梁理论,把转轴的材料和几何随机特性表示为一维随机场函数,推导出随机转轴有限元列式,建立转子系统随机动力学模型,并给出随机载荷作用下随机转子系统动力响应统计量的分析方法.分别对线性和非线性涡轮泵转子系统进行了随机动力响应分析,并同Monte Carlo仿真结果进行对比,结果表明所建立的随机有限元动力学模型和给出的随机响应分析方法是合理可行的,可以有效应用于实际转子系统随机动力学分析和设计中.     

径向加强肋-薄膜伞状天线结构动力学建模与数值仿真

大型空间可展开抛物面天线由于其特殊的应用价值,近年来广受人们关注.本文研究的径向加强肋-薄膜伞状天线是其中一种典型的非线性结构系统,为了掌握其在轨动力学特性,合理精确地建立径向加强肋-薄膜伞状天线的结构动力学模型至关重要.为描述径向加强肋-薄膜伞状天线物理模型中的预紧力问题,引入温度预应力等效方法解决天线结构模态的初始条件施加问题,通过有限元求解获得了其动力学特性,为径向加强肋-薄膜伞状天线的结构设计与力学研究提供了依据,并为其工程化实施奠定了理论研究基础.     

基于整车刚弹耦合模型的平顺性仿真与试验

车辆的平顺性车辆性能的一项重要评价指标,所以平顺性预测方案的有效性至关重要.根据车轮-悬架系统动力学方程和传递函数,并以某SUV(Sport Utility Vehicle)为原型,在adams/car中建立车身柔性体和其它各总成刚体模型装配得到整车刚弹耦合模型,进行车辆平顺性仿真分析.采用有限元软件hyperworks建立车身有限元模型,利用adams/processor对.振动加速度时间函数进行FFT(快速傅里叶变换)得到频域函数和功率密度函数,再通过matlab对数据进行处理得到两项平顺性评价指标aw和Law的值.应用便携式车载仪器对SUV进行道路试验,并用DH5902软件进行试验数据处理.将仿真与测试进行比较,结果可为车辆稳定性优化设计提供依据.     

不平行接触下的螺栓连接刚度及其转子动态特性

针对航空发动机的典型螺栓连接结构,以高温合金螺栓连接为对象,提出了考虑螺栓端头支撑面不平行接触下的连接刚度演化机理及其对转子模态的影响规律.将螺栓与被连接件各结合面的几何误差表征为螺栓端头的不平行接触,建立了拧紧过程和轴向加载过程仿真模型.通过改变支撑面的不平行度模拟几何偏差的影响,分析了不平行度从0°到2°时的连接结构力学性能,揭示了非理想接触下螺栓预紧力的变化规律以及应力分布规律,建立了考虑连接结构不平行度的转子模态仿真模型,揭示了连接刚度不均匀分布下的转子模态变化规律,为转子连接结构的设计及服役性能的评估提供参考.     

热固耦合作用下9F级燃气轮机碰摩转子的振动分析

针对燃气轮机转子碰摩故障的振动特性,建立了包含温度因素的9F级燃气轮机碰摩转子的动力学方程.建立9F级燃气轮机转子的结构模型,对燃气轮机转子进行瞬态热应力分析,同时考虑到碰摩力的影响.研究了9F燃气轮机转子从正常运行到停机72小时不同时刻的温度场及热应力.分析结果表明：采用有限元分析方法对9F级燃气轮机碰摩转子的振动特性研究是可行的,同时考虑到转子热固耦合作用的影响,对于更准确地研究转子的碰摩故障的振动特性具有重要意义.     

基于SolidWorks API的机车螺旋转子建模与动态啮合仿真

螺杆压缩机作为机车制动以及列车供风的主要部件,其性能主要由螺旋转子决定。本文作者在描述螺旋转子端面型线的基础上,对SolidWorks环境下,螺旋转子三维实体自动建模以及动态啮合仿真的流程进行了深入分析。