俄制500 MW汽轮机组中压转子带额定负荷时的强度分析

为了分析俄制500 MW汽轮机组中压转子弯曲问题,针对机组实际运行中发生振动最大的中压转子,运用有限元方法计算中压转子在额定工况下的温度场及离心应力、温度应力等,研究该机型中压转子弯曲的根本原因,为确定消除中压转子弯曲技术方案提供科学依据.研究表明,在不平衡质量的偏心距工况下,综合加载等效应力的分布基本一致,在中心孔处等效应力较大,且最大等效应力出现在最后一级轮盘底部,而不平衡离心力对最大等效应力的数值和分布的影响都较小.     

俄制800MW汽轮机组中压转子蠕变弯曲分析

针对俄制800 MW汽轮机组中压转子,运用有限元方法计算了中压转子在额定工况下的温度场及等效应力分布情况,在此基础上研究了不同偏心距下转子蠕变变形情况。研究结果表明:中压转子的温度场分布基本是关于转子的轴向中分面对称,温度沿轴向从中分面向两端逐渐降低,轴向温度梯度较大,且在转子中部存在高温区;不同偏心距工况下的综合加载等效应力的分布基本一致;不同不平衡离心力对蠕变弯曲量影响较大;随着偏心距的增大,蠕变弯曲量与偏心距基本呈线性变化增加,转子的蠕变主要发生在中压转子中部的高温区域,而转子的其他区域的蠕变变形量相对较小,这个现象也表明转子的弯曲主要是由于转子中部发生了蠕变变形。     

某型500MW汽轮机组中压转子的高温蠕变强度分析

针对某型500 MW汽轮机组中压转子,运用有限元方法计算了中压转子在额定工况下的温度场及等效应力分布情况,在此基础上研究了不同偏心距下转子蠕变变形。结果表明:中压转子的温度场沿轴向中分面分布基本对称且从中分面向两端逐渐降低,转子蠕变主要发生在中压转子中。     

有限元计算网格划分对汽轮机转子应力计算结果的影响

针对某型号亚临界汽轮机高、中压转子在稳态额定负荷工况下,采用不同单元形状与网格密度进行有限元计算,得出汽轮机高、中压转子强度薄弱部位等效应力的计算结果。计算分析结果表明:网格划分方式与网格密度不同,计算得出的转子等效应力相差较大。研究结果为提高汽轮机转子应力的计算准确度提供了依据和方法。     

600 MW等级机组高中压转子渐进式弯曲故障分析及处理

探讨了导致600 MW等级机组高、中压转子发生渐进式弯曲的机理,提出了当等效应力超过蠕变极限后,残余应力通过蠕变逐渐释放导致转子弯曲的观点.分析了2台机组高中压转子的过临界振动数据及不同位置加配重对弯曲的影响,认为两侧加重、车削归圆和中部加重质量不足均难以阻止渐进式弯曲的进一步发展.对此,提出了在高中压转子中部施加适当的配重,将中部高温区域的等效应力降低至蠕变极限以下,从而抑制或终止转子继续弯曲的阻弯动平衡方法.实践证明,该方法可有效阻止转子渐进式弯曲的发展.     

核电机组孤岛运行汽轮机转子应力仿真分析

核电机组孤岛运行能力对于核电机组安全性十分重要,对核电机组孤岛运行汽轮机转子应力仿真研究较少。基于MATLAB ANSYS软件,对某型核电机组100%PN和50%PN甩负荷至孤岛运行工况汽轮机转子应力进行仿真模拟,重点分析了2种孤岛运行工况下的转子转速飞升结果和对应最高转速下转子的离心应力场以及孤岛运行过程中转子的瞬态热应力。仿真结果表明:100%PN甩负荷至孤岛运行工况下,最大飞升转速达到1 574.78 r/min,最大离心应力达到168.09 MPa,最大离心应力出现位置为中压末级;热应力随时间逐渐增大,高压转子第二级级后叶轮根部出现最大应力值;最大应力值小于对应温度下转子材料的许用应力,2种孤岛运行工况是安全的。     

俄制500MW汽轮机组中压转子典型滑参数停机时的强度分析

为了分析俄制500 MW汽轮机组在滑参数停机过程中的安全性,文章通过采用大型商用软件ANSYS的瞬态热分析模块来计算分析中压转子在滑停过程中转子内部温度场及应力场的变化,从而为转子的启停提供参考。结果表明,在整个典型滑参数停机过程中,转子的综合等效应力都低于正常额定参数稳态运行的等效应力,其等效应力值的最大值低于中压转子材料的屈服极限,因而满足强度要求。     

俄制800 MW汽轮机组中压转子典型滑参数停机时的强度分析

为了分析俄制800 MW汽轮机组在滑参数停机过程中的安全性,文章通过采用大型商用软件ANSYS的瞬态热分析模块来计算分析中压转子在滑停过程中转子内部温度场及应力场的变化,从而为转子的启停提供参考.结果表明,在整个典型滑参数停机过程中,转子的综合等效应力都低于正常额定参数稳态运行的等效应力,其等效应力值的最大值低于中压转子材料的屈服极限,因而满足强度要求.     

大型发电机转子护环稳态和瞬态温度及应力分析

建立了发电机转子-护环-中心环互相接触的有限元计算模型,并以此为基础开展了静止状态、稳态额定负荷、负荷变动和多个启、停过程的温度和应力计算分析,采用耦合方程多次迭代的方法计算护环、转子与中心环之间的接触应力,得到了发电机转子护环的稳态和瞬态温度、应力计算结果,以及各工况和瞬态过程接触部位的径向应力分布曲线。结果表明:发电机转子护环低周疲劳寿命最薄弱部位的最大等效应力发生在冷态静止工况下,为967.35 MPa;发电机转子护环与转子的最大接触应力发生在冷态静止工况下,为1 364.50 MPa。     

600 MW超临界汽轮机受损转子热力耦合有限元分析

600 MW超临界机组汽轮机高、中压转子蒸汽参数高,转速高,工作环境恶劣,在运行过程中产生很大的应力变化,某600MW超临界机组由于某些原因导致转子断油烧瓦,严重影响到机组的安全运行.为了掌握转子的应力状态,保障转子安全运行,采用有限元软件ANSYS APDL对转子在冷态启动工况下进行有限元计算.基于工程热力学计算,求解转子各级的对流放热系数,将其作为边界条件加载到有限元模型上,进行温度场的计算和分析,然后通过采用热结构间接耦合法对转子的应力场进行计算分析,得到转子冷态启动过程的应力分布和应力集中的部位.计算结果表明,受损转子切削处理后等效应力小于屈服应力,但在调节级根部凹槽、挡油环与轴颈附近应力水平较大,此结论可为受损转子的安全性评估及寿命管理提供技术支撑.     

锅炉与电厂管道系统应力分析关系探讨

对现行锅炉管道系统应力分析和电厂管道系统应力分析关系的处理方法进行分析,提出了联合计算、调整锅炉要求、不平衡广义力分配等改进方法。不平衡广义力分配法,力学概念清楚,操作简便,误差不到7%,比较接近联合计算的结果,推荐使用。     

基于单向流固耦合的离心通风机叶轮强度研究

同时考虑离心力、重力和气动力对风机叶轮的作用,其中叶轮表面的气动力通过采用软件CFX对风机流场进行稳态数值模拟获得,并将结果导入到有限元软件ANSYS中,对风机叶轮强度进行研究。计算结果表明:叶轮最大总变形发生在叶片吸力面的中间位置,最大等效应力发生在叶轮前盘;在不同的稳定工况下,叶轮最大等效应力值有所不同,但差别很小。     

质量、电气不平衡对三峡机组稳定性的影响

用传递矩隈法建立了单圆盘转子横向振动力学模型，研究了不平衡离心力和不平衡电磁力对三峡水轮发电机组轴系稳定性的影响。研究表明，提高平衡等级可大幅减小质量不平衡响应；而磁拉力使轴系第1阶临界转速降低11%，响应增加2倍。指出为保证机组的长期稳定运行，必须进行现场精密动平衡，并将发电机定、转子气隙偏差由5%降低到2.5%。     

高速内嵌式永磁电动机转子机械强度分析

转子的强度和应力分析是设计高速内嵌式永磁电机的一个重要环节。在电机高速运行时,隔磁桥作为IPM电动机转子结构最容易断裂的部分,主要承受离心力、电磁力以及永磁体吸引力三种力的作用。利用电磁和结构有限元计算,可以分析出隔磁桥和极靴部分的形变和应力分布。提出了一种高效的机械强度分析方法。与传统的有限元法相比,该方法无需进行物理场的切换,计算量大大减少。仿真和实验结果表明该方法实用有效。     

高拱坝坝基断层加固力研究

高拱坝坝基断层的处理是拱坝建基面设计中重要的一环,该处应力复杂,确定置换体、锚固体所应承受加固力比较困难。本文运用变形加固理论对高拱坝坝基断层的加固机理进行研究。变形加固理论揭示了自承力、加固力、外荷载、结构稳定性和变形之间内在的联系,指出在给定外荷载作用下,结构的加固区域就是出现不平衡力的区域,为抑制破坏所需加固力即为不平衡力的反向力。研究结果表明:坝基断层为不平衡力集中区,断层的不平衡力与断层受力相比为小量,但它关系到断层的稳定性;不平衡力的大小、方向和分布有助于确定断层的加固区域及制定合理的加固方案。     

电机绕线转子铁心表面无纬带的绑扎

对功率较大、转速较高的电机,当采用在转子铁心表面绑扎无纬带的方式来取代槽楔固定线圈时,若无纬带箍没有足够的预紧力,会在线圈离心力作用下拉伸、膨胀,并可导致定、转子相擦的事故.分析了电机绕线转子铁心表面无纬带箍的受力情况,讨论了无纬带箍预紧力和抗拉强度的设计计算,认为电机最高转速时铁心部位线圈的离心力应小于等于无纬带箍紧贴转子铁心表面时的预紧力.采用了由多个模拟推力极组成的试验工装对无纬带箍的延伸性能进行了试验,对分析、计算的结果进行了验证.     

一种新的湍流修正模型及其在同轴旋流燃烧器空气动力场模拟中的应用

由于离心力与湍流脉动的相互作用，强旋流动中能量由湍流脉动向平均运动的逆向传输得到了加强。当径向脉动随半径增大时，离心力对湍流微团作正功，湍流微团的脉动动能增加，反之亦然。基于对离心力作用的分析，该文提出了一种考虑离心力作功的新的k-ε湍流修正模型(k-ε-cf模型)，其特征参数由大涡与小涡相关参数的几何平均得到，其中涡的频率与实验一致。采用k-ε-cf模型对一同轴旋转分层流燃烧器出口空气动力场进行了数值模拟，结果与实验吻合良好，精度比k-ε模型高。当切向速度满足一定分布时，离心力作功可以忽略，一般情况下，应考虑离心力作功以反映强旋流动的各向异性。     

输电线路不平衡张力分析和计算

不平衡张力是危害输电线路安全稳定运行的重要因素之一。不平衡张力主要由不均匀覆冰造成。随着输电线路设计水平要求的不断提高,对杆塔所承受不平衡张力的计算分析成为线路设计中的重要环节。建立了不平衡张力的力学模型,分析了档距变化与电线应力间的数学关系,以及悬垂绝缘子串偏移和两侧导线应力间的数学关系。采用VB面向对象语言编程实现不平衡张力的求解。通过对具体实例的分析和计算,模拟计算出的结果和实际情况相符。     

高速内置式永磁同步电机转子强度分析

内置式永磁同步电机高速运转时,隔磁桥处承受着永磁体和极靴所产生的巨大离心力,为了提高转子冲片的机械强度避免隔磁桥的损坏有必要对电机转子冲片的结构进行研究。首先,基于离心力产生的原理建立了转子冲片最大应力的数学表达式并与有限元仿真模型比较,验证了其准确性。然后,针对现有转子冲片机械强度不足的缺陷,提出了对永磁体沿径向分段的结构优化方案,并对该方案进行了模拟仿真。结果表明:分段桥可有效分担隔磁桥处的应力,提高转子的机械强度。最后,对比分析了分段桥数量对电机机械强度及电气性能的影响,得出了实例电机转子冲片的最优结构。研究结果为高速内置式永磁电机转子结构的优化设计提供了有力参考。     

高速内置式永磁转子强度分析与设计

针对高速内置式永磁转子表面线速度高,高速离心力易损坏隔磁桥的问题,对高速内置式永磁转子进行强度分析与设计。基于转子受力原理,推导高速内置式永磁转子强度解析计算公式,并采用有限元法验证了解析计算的正确性。为了提高高速内置式永磁转子的机械可靠性,提出采用永磁体分段的转子结构,即在转子结构中增加加强筋以分散隔磁桥所受的离心力,针对分段转子结构复杂的特点,采用有限元法分析了加强筋个数、加强筋尺寸对转子强度与漏磁特性的影响,总结了分段结构转子的设计规律。在对高速内置式永磁转子强度与电磁特性分析的基础上,设计一台额定功率15 k W、最高转速30 000 r/min的高速电机内置式永磁转子并进行了空载试验,为高速内置式永磁转子的设计提供了参考。