某大型风机叶片静力加载失效破坏原因分析

静力加载试验是验证风电叶片结构静强度以及稳定性是否满足设计要求的重要方法。文章结合试验测试数据以及采用FOCUS软件和有限元方法,对某大型风机叶片的静力加载失效破坏进行了分析。分析结果表明,PVC芯材过热引起剪切模量下降,是导致叶片壳体失效破坏的主要原因。模拟分析结果与试验测试数据以及失效破坏状况较好吻合。通过改进和完善生产工艺,解决了壳体芯材过热问题,最终叶片顺利地通过了静力加载试验。     

某V型发动机主轴承座结构分析及优化

为解决某V型发动机在可靠性试验中出现的主轴承座壁面断裂问题,采用计算机辅助工程仿真分析断裂部位强度,开展金属材料失效分析和生产过程排查,明确断裂原因,制定改进方案,并对优化后的样件进行可靠性试验。结果表明：曲轴箱通风口附近主轴承座壁面高周疲劳安全系数达到临界值及样件铸造缺陷是造成断裂的主要原因;经可靠性试验验证,优化后的主轴承座再未发生断裂。改进曲轴箱通风口位置和形状、优化铸造工艺、将通风口由铸造成型改为机械加工成型等措施,可以有效解决主轴承座结构失效问题。     

某型增压器导风轮叶片断裂失效分析

针对某型增压器运用18万km发生叶片断裂失效故障,对导风轮叶片进行断口形貌观察、化学成分测定及强度校核计算分析失效原因.结果表明:导风轮毛坯锻造变形不足,未能将硬质相充分击碎分散,降低了材料的疲劳寿命.叶轮高速旋转离心力作用下,在导风轮叶片的进气边硬质相聚集区萌生了疲劳裂纹并扩展,最终导致叶片断裂.提出了相应的改进措施...     

汽轮机叶片的断裂分析

叶片断裂的原因分析有时很明了，有时也很复杂。有时仅从叶片本身分析就可找到原因，有时得到需要通过对机组和叶片的整个设计及运行情况综合分析。本文通过对带给水泵高转速的小汽轮机设计运行情况，以及失效叶片的性能等综合分析，得出了可信的叶片失效原因，并提出了预防及改进措施。供制造厂及电厂借鉴。     

全尺寸风电叶片疲劳加载载荷匹配及试验研究

为疲劳加载试验时沿叶片展向满足实际工作时的弯矩分布,对全尺寸风电叶片共振型疲劳加载系统进行载荷匹配与试验。分析叶片共振式疲劳试验中弯矩分布,采用参数分段离散法沿叶片展向离散出质量与长度矩阵,推导叶片弯矩数值计算方法,建立弯矩匹配优化数学模型,编制弯矩分布校验算法,利用Matlab/Simulink建立仿真模型并对匹配优化进行数值仿真,并校验配重块的质量和数量,得到沿叶片展向的弯矩分布误差小于7%。试验结果表明,疲劳试验过程中叶片加载点的振幅稳定,叶片根部弯矩误差不超过±5%,满足疲劳加载试验的弯矩分布精度要求,试验精度与检测效率得到提高,缩短疲劳试验周期,为风电叶片检测与分析提供一种的实用手段。     

某型柴油发动机气门破裂失效分析及优化

针对某型柴油发动机在试验中出现的拉缸、气门破裂问题，结合金相、电镜、能谱分析等手段，分析发动机失效的机理和原因，并提出优化方案。经耐久试验验证，该方案稳定有效，故障问题得到解决。     

挺柱转动对凸轮挺柱摩擦副抗擦伤性能影响的试验研究

本文对498Q发动机凸轮和与之配对的球面挺柱(R750mm、R2000mm)分别在凸轮轴转速为1500r/min和1050r/min两种工况下,在TM—1型凸轮挺柱磨损试验机上,进行了挺柱转动对凸轮挺柱摩擦副抗擦伤性能影响的试验。在试验的基础上对此摩擦副的接触应力、滑动速度等参数进行了理论计算;并利用电子探针、扫描电镜分析探讨了该摩擦副擦伤失效机理,以及挺柱转动速度、挺柱球面半径和凸轮轴转速对其抗擦伤性能的影响。     

某级压气机转子叶片高周振动疲劳强度储备分析研究

为完成某型燃气轮机压气机新设计转子叶片高周疲劳储备分析,采用基于叶尖定时法的激光非接触测量方法对该级转子叶片进行了振动应力测试,并结合理论计算和转子叶片高周疲劳极限试验,获得每一只叶片的高周振动疲劳强度储备,创新性地一次性完成了某级压气机新设计转子叶片振动疲劳性能的全面评估。研究表明:理论计算得到的叶片1阶弯曲共振转速为4 393 r/min,实测叶片在机组全部运行工况下的共振转速区间为4 276～4 435 r/min,叶片振动应力范围为54～123 MPa;试验实测得到的置信度满足95%及误差限度5%下叶片中值疲劳极限为730 MPa,推算得到99.99%高存活率下叶片高周疲劳极限约为660 MPa;结合叶片静强度分析结果、叶片材料的抗拉强度值、叶片振动应力值和99.99%高存活率下叶片的疲劳极限值进行计算,其高周振动疲劳强度最低储备为4.61,共振转速区间处于机组运行的过渡工况,满足设计要求。     

烟气轮机叶片失效分析

分析了烟气轮机叶片失效原因,对叶片裂纹,断口,组织及成分分析的结果表明,叶片失效属共振和冲刷穿孔导致的高周疲劳破裂;叶片涂层结构,组织缺陷分布以及烟气硬粒子是降低叶片使用寿命的重要因素。     

HXN5型机车散热器失效的治理

针对HXN5型机车投入运用以来较为突出的散热器裂漏失效故障,进行了数据统计、失效原因分析及相关试验,制定了相应的治理措施并实施,取得了较好的效果.     

16V280ZJB型高强化机车柴油机机体动应力试验研究

针对16V280ZJB型大功率柴油机机体进行了柴油机在100r/min额定转速负荷特性、空载特性和牵引特性工况下的机体动应力试验.并将试验结果与国内外同类型柴油机的机体应力状态进行分析比较,为16V280ZJB型柴油机机体进一步优化设计提供依据.     

50MW汽轮机末级叶片的失效分析

某电厂50MW机组累计运行20小时后,在末级叶轮上发现有纵向断裂、纵向裂纹、硬质合金片脱落等失效形式的叶片共48片。用金相、电镜、化学、硬度等分析手段以及频率计算对这些叶片进行了分析,确定出了该叶片的失效原因,并提出了改进意见。     

汽油机进气歧管VGIS可靠性分析与改进

在发动机台架耐久试验中,进气歧管VGIS开度逐渐减小至关闭,导致发动机扭矩突然下降。通过理论计算和试验方法分析VGIS失效原因,结果表明VGIS设计无法保证其工作的可靠性。分析优化方案,并计算相关优化参数,改进后的进气歧管VGIS通过了VGIS功能试验和发动机台架试验验证,VGIS可靠性得到充分保证。VGIS失效问题圆满解决,并为其他可变进气歧管的设计提供借鉴。     

含裂纹损伤叶片在切变来流下的应力耦合性分析

针对含裂纹损伤风力机在运行过程中产生的失效现象，将切变来流作为入口条件，基于流固耦合原理，分析含不同形式裂纹损伤的风力机叶片应力分布规律。通过无人机现场实验得知，裂纹主要集中于叶根（r/R=0.10截面）和叶中（r/R=0.50截面）后缘部位。单叶片在30°方位角时应力最大，额定风速下分布于叶根的裂纹受力最大，为33.34 MPa。强风风速下分布于叶中的裂纹受力最大，为44.31 MPa。重力载荷主要影响叶根部位的受力，气动载荷则主要作用于叶中，风速越大，叶中部位的裂纹越容易产生扩展。同时，沿弦向分布的裂纹，其扩展趋势最强。对于叶根处裂纹而言，若使叶片产生失效，裂纹长度需达到弦长的1/2、深度需达到叶片厚度的1/2；对于叶中处裂纹而言，若使叶片产生失效，裂纹长度需达到弦长的3/8、深度需达到叶片厚度的1/3。     

引进型300MW、600MW汽轮机低压次末级(474mm)叶片失效分析研究

以平圩发电有限公司两台引进型600MW汽轮机“474”叶片、叶根、轮缘失效为例，对其原因作了分析，指出了一个或两个重要因素使该级叶片实际激励指数小于1，作为调频叶片，大多数叶片二阶单节线扭振落入共振使叶片安全裕度下降，累积疲劳所致。     

水冷柴油机气缸垫渗油问题分析与研究

针对装有1015系列柴油机的某型车试车时气缸垫与箱体结合面处有不同程度的油迹,疑是气缸垫失效导致渗漏问题,结合气缸垫、缸盖和箱体的安装、尺寸计算,对该现象进行了分析,并通过试验验证,确定了导致该现象的真实原因,并提出了优化措施,该问题得到解决。     

某燃气轮机压气机叶片振动特性研究

针对某燃气轮机压气机叶片断裂故障,通过理论计算和试验方法,对故障级叶片在与轮盘耦合条件下的振动特性进行了研究分析。理论计算叶片动频时考虑了旋转离心力和温度载荷的影响,利用有限元计算程序ANSYS WORKBENCH循环对称分析功能和接触分析功能,完成了压气机叶片振动分析,通过坎贝尔图得到叶片1阶弯曲共振转速为6 900 r/min。随后,在整机状态下,利用非接触式微波测量方法,对该级动叶进行了振动测试,获得的叶片1阶弯曲共振转速为6 988 r/min,实测得到的共振转速与理论计算结果吻合,为故障的进一步排查提供有利的理论和试验依据。     

某燃气轮机压气机叶片振动特性研究

针对某燃气轮机压气机叶片断裂故障,通过理论计算和试验方法,对故障级叶片在与轮盘耦合条件下的振动特性进行了研究分析。理论计算叶片动频时考虑了旋转离心力和温度载荷的影响,利用有限元计算程序ANSYS WORKBENCH循环对称分析功能和接触分析功能,完成了压气机叶片振动分析,通过坎贝尔图得到叶片1阶弯曲共振转速为6 900 r/min。随后,在整机状态下,利用非接触式微波测量方法,对该级动叶进行了振动测试,获得的叶片1阶弯曲共振转速为6 988 r/min,实测得到的共振转速与理论计算结果吻合,为故障的进一步排查提供有利的理论和试验依据。     

T形叶根短叶片的振动特性研究

本文通过B1.5-24/3汽轮机第一列叶片的断裂事故分析,讨论了T型叶根短叶片的振动特性,并用静态和动态叶片测频试验证明,叶根的动态松动是造成该列叶片事故的确切原因。最后用有限元分析程序计算该列叶片的自振频率,并应用边界单元模拟叶根的夹紧力,从而求得频率-夹紧力曲线,其结果和试验曲线非常一致。这使我们在叶片设计阶段有可能预先估算叶根松动对T形叶根短叶片振动特性的影响,使之在运行时能避开危险的共振区。     

在电网非正常频率下运行时的汽轮机叶片安全问题

分析了在电网非正常频率下运行对汽轮机叶片的影响。推算出低频率下叶片的使用寿命。指出不合理的暖机转速对叶片会造成损害,N200-130/535/535型汽轮机不宜在1300r/min下中速暖机。可在频谱图中选择合适的暖机转速。