汽轮机转子应力集中的边界元分析

本文用现代计算技术边界元方法,对汽轮机转子上主要应力集中部位弹性槽的应力集中现象进行了计算分析,得到了新的计算数据并提出了临界长度的新概念。同时对半园弧槽底和三元弧槽底的应力水平进行了比较计算,为改进转子几何形状,降低热应力,延长机组可用寿命提供了理论依据。     

水电站蜗壳三维弹塑性损伤分析

水电站蜗壳是水电站厂房中的重要结构,水电站蜗壳结构形式和受力状况复杂,采用三维非线性有限元计算可以较好地模拟蜗壳结构的受力、变形特性,其计算成果可为工程技术人员提供设计依据。     

统一边界积分方程和统一边界元方程

利用泛函分析和广义正则方程得到一个统一算子方程,能够描述几乎一切物理学科的所有边值问题。例如电动力学、固体力学、流体力学、热力学等物理学科的边值问题。从该统一算子方程得到一个统一边界积分方程。对该积分方程进行离散得到一个统一边界元方程。统一边界积分方程和统一边界元方程能够代表几乎一切物理学科中所有边值问题的边界积分方程和边界元方程。统一方程理论是系统地研究边界元理论以及利用边界元分析各种物理系统的强有力工具,是开发数值计算专家系统不可缺少的理论基础。本文附录给出了电动力学、固体力学、流体力学和热力学中一些边值问题的详细实例,用以具体说明统一理论的广泛适用性。     

大型水电站垫层蜗壳结构仿真分析

本文应用有限元程序ANSYS,对某大型水电站垫层蜗壳钢衬-钢筋混凝土结构进行三维非线性有限元分析,钢蜗壳与外围混凝土之间按常规共结点和滑移接触两种方案分别进行计算,分析比较两种方案中钢蜗壳和钢筋的应力分布、裂缝开展范围与宽度等,验证接触非线性模型的合理性,为更精确地进行水电站垫层蜗壳的设计提供依据。     

大型水电站垫层蜗壳结构接触分析

工程中有许多不同材料组成的结构,对于这类复合结构,接触面采用共结点的处理方法得到的应力是欠准确的。本文采用一种新的不同材料交界面的接触单元,对蜗壳与垫层及外围混凝土之间按考虑接触单元与不考虑接触单元两种方案的厂房蜗壳结构进行了有限元计算,并对计算结果进行了比较分析,验证了考虑接触单元模型的合理性。     

水电站充水保压蜗壳结构仿真分析

应用面-面接触非线性理论,考虑钢蜗壳与外围混凝土的接触滑移,分别对断面直径大小不同的轴对称充水保压蜗壳模型进行了施工、逐级加压过程的仿真计算,主要对钢蜗壳打压后的变形、蜗壳与混凝土的间隙及其应力变化过程三方面进行研究。计算结果表明,若蜗壳断面直径较大,水重对钢蜗壳打压后的变形以及逐级加压过程中钢蜗壳与外围混凝土的间隙变化过程影响较大,但对应力变化影响较小;若蜗壳断面直径较小,水重对上述三方面的影响都很小;无论蜗壳断面直径大小,是否考虑蜗壳与支墩的接触滑移对上述三方面的影响都较大。     

水电站蜗壳钢筋实测应力及温度的影响

结合工程实例，分析了蜗壳钢筋实测应力量值及状态，温度变化对钢筋应力的影响，验证了蜗壳钢筋设计假定条件。     

永磁电机电磁场的边界元方法

本文采用边界元方法对永磁电机电磁场进行了分析。本文对电磁场问题边界积分方程的建立,边界积分方程的离散和多种材料时边界元方法的处理及开域电磁场计算方面的应用进行了深入的研究。本文拓展了永磁电机电磁场的研究思路,把边界元方法引入永磁电机电磁场计算的实践,具有一定的意义和较高的实用价值。     

设有垫层的水电站蜗壳结构联合承载分析

本文分析了带有垫层的蜗壳及其外围钢筋混凝土联合承载结构,设定了一个计算模型,用三维有限元方法对某一工程蜗壳与外围混凝土结构进行了计算,计算结果和观测值较为一致。     

永磁磁场的边界元数值分析

本文主要介绍了如何应用边界元法分析由永磁体产生的磁场。通过导出的永磁体数学模型,编制出BE2D分析软件进行计算,提高了分析精度。     

设有垫层的有水电站蜗壳结构联合承载分析

本文分析了带有垫层的蜗及其外围钢筋混凝土联合承载结构,设定了一个计算模型,用三维有限元方法对某一工程蜗壳与外围混凝土结构进行了计算,计算结果和观测值较一致。     

高饱和电机磁场边界元解法的收敛性

本文采用曲面拟合法来处理磁场的非线性问题,提出取用向量磁位和采用对数平缓等措施来提高数值计算精度.拟改善边界元法求解高饱和磁场问题时非线性迭代的收敛性。实例结果表明,用改进型边界元法求解高饱和(局部B>1.8T)问题是可行的,而且剖分简单,精度高。     

汽轮机转子弹性槽三维表面裂纹的边界元分析

本文在对弹性槽应力分布数值解分析的基础上,将弹性槽表面缺陷作为三维表面裂纹处理,进行线弹性(考虑塑性修正)断裂力学分析,用边界元法进行了权函数和应力强度因子的计算,得出了权函数及沿裂尖的应力强度因子分布(K-θ关系),并与转子中心孔表面裂纹计算结果进行了对比。分析了机组启停工况下转子不同表面裂纹可能的开裂方式。     

三峡水电站蜗壳充水加压模型试验研究

本文采用模型试验的方法对三峡水电站蜗壳及外包混凝土结构研究，主要研究蜗壳在充水加压条件下浇筑混凝土后结构的受力状态和破坏规律。通过试验，初步弄清了蜗壳、混凝土和钢筋三者之间的受力关系。试验结果表明：在设计荷载下，蜗壳与外包混凝土可以共同受力，配置的钢筋起的作用较小，结构的安全性可以得到保证。     

基于B样条曲面参数方程的曲面边界元精细后处理方法研究

B样条曲面四边形边界元方法,是用B样条曲面拟合实际边界面,比一阶单元更接近实际边界,相应的顶点节点上的函数值也比较精确。但由于模型采用高阶单元粗略剖分,该方法单元数量相对较少,剖分后的模型较粗糙,而且模型只能以平面线性单元的形式显示,与实际模型边界差别较大。本文提出了基于B样条曲面参数方程的曲面边界元精细后处理方法。在该方法中,利用B样条曲面的参数方程把曲面单元精细显示出来。单元上新建节点的函数值可由曲面单元顶点上的函数值和面积比值法定义的形状函数插值得到。最后形成经精细显示后的B样条曲面边界元方法。算例表明,经精细显示后边界面比未处理前更接近实际边界。     

大型水电站蜗壳埋设方式对厂房振动的影响分析

如何选取水轮机蜗壳的埋设方式,是我国大型水电站厂房设计和研究的重点和难点之一。本文以三峡水电站厂房为背景,采用双结点接触非线性模型,计算三种不同蜗壳埋设方式下厂房结构的振动响应。计算结果表明：对于混凝土结构而言,保压方案的振动响应最小,垫层方案明显大于充水保压方案,直埋方案的振动响应最大;对于蜗壳等金属构件而言,保压方案的振动响应最大,而直埋方案最小,这说明直埋方案对金属构件的振动有利。为了检验计算模型与计算结果,开展了145m水位下三种不同埋设方式蜗壳的厂房振动现场测试。测试结果表明,对于混凝土结构而言,直埋方案的振动响应最大,保压方案最小,垫层方案略大于充水保压方案;而对于水轮机顶盖的振动而言,直埋方案振动最小,保压方案最大,垫层方案略小于充水保压方案。这说明测试结果与计算结果的振动响应规律基本一致。测试结果中垫层方案与保压方案基本一致的主要原因在于,在低水位下实际厂房的混凝土结构与垫层以及蜗壳之间存在缝隙,导致蜗壳的部分振动传递不到混凝土。     

不完全蜗壳的CFD分析及优化设计

蜗壳是水轮机的一个重要过流部件，蜗壳内部三维流动的研究对改善水轮机性能有重要意义。随着计算技术和计算机的飞速发展，应用数值模拟技术研究蜗壳内部流场已成为改进和优化蜗壳设计的一个重要手段。本文应用雷诺平均N-S方程和非结构化网格对不完全蜗壳进行了三维CFD流动分析，研究了支墩形状对蜗壳内部的速度、压力分布、蜗壳出口角以及蜗壳效率等性能的影响，并根据流动分析结果对不完全蜗壳进行了优化设计。     

大朝山水电站蜗壳焊接质量监督检验

介绍了大朝山水电站蜗壳焊接质量的监督检验模式，讲述了蜗壳焊缝质量的超声波检验中的注意事项，并对蜗壳焊缝超声波检验中遇到的问题进行探讨，提出了解决方法，对从事类似工作的检验人员具有一定的借鉴作用。